Helmholtz-Gemeinschaft

Zusammenfassung & Ausblick
durch die aromatischen Aldehyde erwies sich als sehr komplex und inhomogen. Je nach
eingesetztem Aldehyd wurden unter gleichen Bedingungen Halbwertszeiten von 4-100
Minuten ermittelt (Tabelle 10). Ein Zusammenhang zwischen der Elektronegativität, dem
sterischen Anspruch oder der Position des Substituenten sowie der Carboligaseaktivität
gegenüber den Aldehyden und der Inaktivierungsrate konnte aber nicht gefunden werden.
Aufgrund der beobachteten Unterschiede wurden drei Aldehyde als Standardsubstrate
(Benzaldehyd, BA; 4-Chlorbenzaldehyd, 4-ClBA und 3,5-Dimethoxybenzaldehyd, DMBA)
ausgewählt, um die unterschiedlichen Einflüsse zu untersuchen. Es stellte sich heraus, dass
die Inaktivierung durch die Aldehyde zum Teil reversibel ist. Nach Inkubation und fast vollständiger
Inaktivierung mit 2-Methoxybenzaldehyd konnte die Aktivität, nach Entfernung des
Aldehyds mittels Gelfiltration, sogar gänzlich wiederhergestellt werden. Weiterhin zeigte
sich, dass die Inaktivierung abhängig vom Enzym-Substrat-Verhältnis ist, was zum einen auf
eine definierte Bindungsstelle in der BAL (kovalent oder nicht kovalent) und zum anderen auf
unterschiedliche Affinitäten dieser Positionen zu den Aldehyden hinweist. Pro Mol Enzym
(Tetramer) reichte schon ein Überschuss von etwa 2.500-50.000 der untersuchten Aldehyde
aus, um die maximale Inaktivierungsrate zu erreichen.
pH-abhängige Effekte:
Des Weiteren konnte eine pH-Abhängigkeit der Inaktivierung durch die Aldehyde gefunden
werden. Bei einer Senkung des pH-Werts des Puffers von pH 8 auf pH 7 zeigte die BAL eine
bis zu 5-fach höhere Stabilität. Wieder war der Grad der Stabilisierung und der pH-
Abhängigkeit für die verschiedenen Aldehyde sehr unterschiedlich ausgeprägt. Aufgrund der
Stabilisierung der BAL gegenüber den Substraten bei niedrigeren pH-Werten, wurde die
Möglichkeit untersucht, einen Reaktionsprozess durch Senkung des pH-Werts zu optimieren.
So wären zumindest in der Theorie, vergleichbare Umsätze mit weniger Enzymeinsatz zu
erreichen. Ein Vergleich der Aktivität und Stabilität gegenüber den Standardaldehyden ergab
4-Chlorbenzaldehyd als einen potentiellen Kandidaten für einen solchen reaktionstechnischen
Optimierungsansatz. Es stellte sich aber heraus, dass bei einem pH von 7 die katalytische
Aktivität der BAL nicht lange genug aufrecht erhalten werden konnte, um einen vollständigen
Umsatz zu gewährleisten. Wohingegen die katalytische Aktivität der BAL bei pH 8 und 9 so
hoch ist, dass ein Großteil des Umsatzes bereits vor der vollständigen Inaktivierung erreicht
werden kann. Eine Optimierung von Syntheseprozessen durch die Senkung des pH-Wertes,
ist aufgrund dieser Ergebnisse also kein geeignetes Mittel.
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