Helmholtz-Gemeinschaft
Einflussfaktoren auf die Stabilität und Aktivität der ... - JuSER
Einflussfaktoren auf die Stabilität und Aktivität der ... - JuSER
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Zusammenfassung & Ausblick<br />
5 Zusammenfassung und Ausblick<br />
Die Thiamindiphosphat-abhängige Benzaldehydlyase (BAL) aus Pseudomonas fluorescens ist<br />
ein hoch aktiver Biokatalysator, der ein breites Spektrum an Benzaldehyden und Benzoinen<br />
als Substrate akzeptiert. Das Enzym ist strikt (R)-selektiv für die Ligation und Spaltung von<br />
chiralen 2-Hydroxyketonen. Da die aromatischen Aldehyde und Benzoine in wässrigem<br />
Puffer nur schwer löslich sind, sind effiziente Arbeiten mit der BAL nur in Gegenwart<br />
organischer Kosolventien möglich, die wahlweise wassermischbar oder nicht mischbar sind.<br />
In gerührten wässrig-organischen Zweiphasensystemen (Emulsionen) konnten in vorangegangenen<br />
Arbeiten hohe Umsatzraten und Ausbeuten zur Synthese aromatischer und<br />
heteroaromatischer 2-Hydroxyketone ausgehend von preiswerten Aldehyden erreicht werden.<br />
Allerdings wurde eine schnelle Inaktivierung unter Prozessbedingungen beobachtet, die auf<br />
die Aldehyde zurückgeführt wurde. In der vorliegenden Arbeit, wurden erstmals alle<br />
maßgeblichen Inaktivierungsfaktoren in ein- und zweiphasigen Systemen, soweit möglich,<br />
getrennt voneinander untersucht, um so die entscheidenden Faktoren zu identifizieren. Im<br />
gerührten Emulsionssystem können diese vielfältig sein:<br />
Rühreffekte<br />
Interphaseneffekte<br />
pH-Wert<br />
Molekulare Toxizität des organischen Lösungsmittel<br />
Molekulare Toxizität der Substrate und Produkte<br />
Oxidation des Enzyms z.B. durch Luftsauerstoff<br />
Kinetische Inhibierung durch Substrate und Produkte<br />
Oxidation und Rühreffekte:<br />
Die BAL wurde vergleichend zu einer Variante der Benzoylformiatdecarboxylase, die<br />
BFDH281A, welche zwar eine zur BAL sehr ähnliche Struktur hat, aber generell eine höhere<br />
Stabilität auch gegenüber Aldehyden zeigt, untersucht. Eine durch Oxidationsprozesse<br />
hervorgerufene Inaktivierung beider Enzyme konnte ausgeschlossen werden. Während die<br />
BAL eine hohe Stabilität gegenüber magnetischen Rührprozessen aufwies (t 1/2 : ca. 91-133 h;<br />
t 1/2 der Kontrolle: > 170 h), zeigte die BFDH281A besonders bei pH 6,5 eine rasche<br />
Inaktivierung gegenüber dem magnetischen Rühren, welche mit einer sichtbaren Präzipitation<br />
des Enzyms bereits nach dreistündiger Inkubation einherging. Die SDS-PAGE Analyse ergab<br />
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