Helmholtz-Gemeinschaft

Einleitung
Im Allgemeinen ist die BFD in der Lage, Acetaldehyd mit verschiedenen aromatischen,
heteroaromatischen, zyklisch aliphatischen und olefinischen Aldehyden zu verknüpfen
(Dünnwald et al., 2000, Iding et al., 2000). Aufgrund der hohen Chemoselektivität für
aromatische Donoraldehyde entsteht bei diesen Carboligasereaktionen vorrangig das 2-HPP-
Produkt (Dünkelmann et al., 2002). Dies spiegelt sich in den kinetischen Parametern für die
Synthese von (S)-2-HPP (V max : 7 U/mg, 92% ee), (R)-Benzoin (V max : 0,25 U/mg, 99% ee)
und (R)-Acetoin (V max : < 0,01 U/mg, 35% ee) wider (Müller et al., 2009). Parameter wie
Selektivität, Aktivität und Stabilität der BFD konnten mittels Optimierung der
Reaktionsbedingungen verbessert werden. Des Weiteren konnte der Einfluss der Temperatur
und der Benzaldehydkonzentration auf den Enantiomerenüberschuss von (S)-2-HPP gezeigt
werden (Iding et al., 2000).
Generell ist die Carboligaseaktivität gegenüber der Lyaseaktivität nur sehr gering (ca. 1 %).
Über den Austausch des Histidins an Position 281 gegen ein Alanin, konnte eine BFD
Variante mit einem vergrößerten aktiven Zentrum im Bereich der Akzeptorbindestelle
erhalten werden (Polovnikova et al., 2003, Siegert et al., 2005). Diese zeigt zwar eine
verminderte Decarboxylaseaktivität von nur 35 U/mg, dafür ist die Ligaseaktivität für die
Benzoinkondensation mit Benzaldehyd als Substrat (50 U/mg) um mehr als das 100-Fache
gesteigert (Knoll et al., 2006, Siegert et al., 2005). So dient die BFDH281A neben der BAL
als nützlicher Katalysator für die asymmetrische Benzoinkondensation (Carboligation
unterschiedlich substituierter Benzaldehyde), wobei auch ortho-substituierte Benzaldehyde
als Akzeptoren eingesetzt werden können (Dünkelmann et al., 2002). Aufgrund dem
vergrößerten aktiven Zentrum und der damit einhergehenden verbesserten Benzoinkondensation,
wird die BFDH281A der BAL ähnlicher (Knoll et al., 2006) und wird deshalb
in dieser Arbeit für vergleichende Analysen verwendet.
1.4.4.2 Benzaldehydlyase (BAL) aus Pseudomonas fluorescens
Die Benzaldehydlyase (BAL, EC 4.1.2.38) konnte über die Fähigkeit des aus den Holzresten
aus einer Cellulosefabrik isolierten Stammes Pseudomonas fluorescens Biovar I mit Benzoin
als einziger Kohlenstoffquelle zu wachsen, identifiziert werden. Dies ist durch die von der
BAL katalysierten Spaltung von Benzoin zu Benzaldehyd möglich (González et al., 1986,
González und Vicuña, 1989), welches vermutlich im β -Ketoadipat-Weg metabolisiert wird.
Zunächst wurde vermutet, dass die Spaltung von 2-Hydroxyketonen irreversibel ist, Demir
und Mitarbeiter konnten aber die Bildung von C-C-Bindungen im Sinne der Benzoin-
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