Helmholtz-Gemeinschaft

Ergebnisse & Diskussion
0,9
0,8
pH 6
pH 7
pH 8
pH 9
Umsatz
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
0 20 40 60 80 100
Zeit (min)
Abb. 70: Reaktionsverläufe mit 20 mM 4-Chlorbenzaldehyd und variablen pH-Werten. 2 µg/ml BAL in
50 mM TEA-Puffer, pH 6-9; 2,5 mM MgSO 4 ; 0,5 mM ThDP; 30 vol% DMSO; 20 mM 4-Chlorbenzaldehyd;
T=25 °C. Der mögliche maximale Umsatz von 85% ist durch die gestrichelte Linie markiert.
Da der pH das thermodynamische Gleichgewicht an sich nicht beeinflusst (vgl. Schmidt,
2008), kann davon ausgegangen werden, dass die Reaktionsrate bei pH 7 noch zu gering ist,
um die durch das Substrat hervorgerufene Inaktivierung zu kompensieren. Demgegenüber
kann die BAL bei pH 8 und pH 9 trotz der erhöhten Inaktivierungsrate, eine hohe Aktivität
aufrechterhalten, so dass ein vergleichsweise schneller Umsatz möglich ist. Während des
Reaktionsverlaufs nimmt die Substratkonzentration stetig ab. Da im löslichen Bereich von
4-Chlorbenzaldehyd keine Substratsättigung der BAL vorliegt, sinkt auch die Anfangsreaktionsgeschwindigkeit
sofort (vgl. Abb. 67 C). Inwieweit die Reaktionsrate bei pH 7
abhängig von der Substratkonzentration sinkt, kann nicht sicher vorausgesagt werden.
Fazit: Wie sich gezeigt hat, sind Aktivitäten und Stabilitäten der BAL sehr variabel für die
unterschiedlichen Substrate und Bedingungen, so dass eine Optimierung für andere Substrate
zwar unwahrscheinlich ist, aber nicht ausgeschlossen werden kann. Wie in dieser Arbeit
gezeigt wurde, ist die Voraussage von Reaktionsprozessen anhand weniger Parameter sehr
schwierig. Eine Überprüfung der Reaktionsverläufe bei verschiedenen pH-Werten und
Enzymkonzentrationen kann aber in jedem Fall, für Synthesen im großen Maßstab, dringend
empfohlen werden. So kann ein ausreichend schneller und maximaler Umsatz ohne einen
unwirtschaftlichen Einsatz des Enzyms erreicht werden (vgl. Schmidt, 2008). Computergestützte
Modellsysteme wie von z.B. von Schmidt und Zavrel können bei der Wahl der
Reaktionsparameter helfen und so die Zahl der notwendigen Experimente reduzieren. Auf
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