Helmholtz-Gemeinschaft

Zusammenfassung & Ausblick
ablaufen. Die immer noch verhältnismäßig rasche Inaktivierung der C-terminal verkürzten
Varianten durch Benzaldehyd und 3,5-Dimetoxybenzaldehyd sowie die unverändert schnelle
Inaktivierung durch 4-Chlorbenzaldehyd bestätigen diese Beobachtung (Abb. 78).
Die Ergebnisse in der vorliegenden Arbeit geben erstmals eindeutige Hinweise auf die
molekularen Ursachen der Inaktivierung der BAL gegenüber den aromatischen Aldehyden,
wobei die oft vermutete Schiffbasenbildung an Lysinresten als Ursache der Inaktivierung
weitestgehend ausgeschlossen werden konnte. Aufgrund der 3-5 fach geringeren Aktivität der
C-terminal verkürzten Deletionsvarianten im Vergleich zum Wildtypenzym, stellen diese aber
vermutlich keine Lösung für den Einsatz in Syntheseprozessen dar. Analysen der Aktivität,
Stabilität und der Mikroreaktionskonstanten könnten aber Aufschluss über die Bedeutung des
C-Terminus für den Katalysemechanismus und die strukturelle Integrität der BAL geben. Die
kinetische Auswertung von verschiedenen Umsatz-Kurven zur Analyse des Einflusses des
C-Terminus auf die Produktfreisetzung wird derzeit in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Antje
Spieß an RWTH-Aachen Universität bearbeitet. So könnte die bisherige Vermutung, dass der
C-Terminus den Reaktionsraum gegenüber der umgebenden Lösung wirksam abschirmt,
bestätigt werden. Dies würde ebenfalls den hier beschriebenen Inaktivierungsprozess weiter
erklären.
Aufgrund der Vielfalt in der Art und der Ausprägung der Aldehyd-induzierten Inaktivierung
scheint eine Stabilisierung durch den Austausch einzelner Aminosäuren eher unwahrscheinlich.
Möglicherweise sind multiple Mutationen notwendig, um tatsächlich eine
Stabilisierung gegenüber verschiedenen Aldehyden zu erreichen. Diese bergen jedoch das
Risiko, dass es zu strukturellen Änderungen und damit zur Inaktivierung und einer
verminderten Strukturstabilität aufgrund der Mutationen kommen kann, so dass eine Mutation
des Enzyms zur Stabilisierung gegenüber den Aldehyden eher unzweckmäßig ist. Da die BAL
eine sehr hohe katalytische Aktivität zu Beginn einer Reaktion zeigt, welche aber mit einer
schnellen Inaktivierung einhergeht, erscheint die Zugabe von frischem Enzym zu distinkten
Zeitpunkten bis zum Erreichen des vollständigen Umsatzes, in wässrig-organischen Zweiphasensystemen
mit hohen Substratkonzentrationen, als die beste Lösung. In
Reaktionsansätzen mit organischen Lösungsmitteln als Kosolventien ist der Einsatz der
aromatischen Aldehyde aufgrund der geringen Löslichkeit nur begrenzt möglich. In solchen
Systemen kann eine einmalige Enzymzugabe in relativ hoher Konzentration als sinnvoll
erachtet werden. So kann ein vollständiger Umsatz in kürzester Zeit, vor der endgültigen
Inaktivierung der BAL erreicht werden.
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