Helmholtz-Gemeinschaft

Einleitung
Das (R)-Benzoin wird zu Benzaldehyd gespalten und in Gegenwart von Acetaldehyd wird
(R)-2-HPP gebildet, das (S)-Benzoin (ee > 99%) bleibt unverändert zurück (Demir et al.,
2001). Nach dem gleichen Prinzip kann auch eine Racematspaltung verschiedener
aromatischer, heteroaromatischer und asymmetrischer 2-Hydroxyketone erfolgen (Demir et
al., 2001, Dünkelmann et al., 2002, Dünkelmann et al., 2004).
Die BAL stellt eines der vorteilhaftesten Enzyme aus der Reihe der ThDP-abhängigen
Enzyme dar (Müller et al., 2009). Neben ihrer Fähigkeit zur Spaltung von 2-Hydroxyketonen,
ihrer hohen katalytischen Aktivität, guten Umsätzen und exzellenten Stereoselektivität für die
Synthese von aromatischen und heteroaromatischen 2-Hydroxyketonen, besitzt die BAL ein
sehr breites Substratspektrum. Sie akzeptiert eine Reihe von ortho-, meta- und parasubtituierten
Benzaldehyden sowie längerkettige aliphatische Aldehyde und olefinische
Aldehyde als Substrate (Demir et al., 2001, Demir et al., 2002).
1.4.4.3 BAL und BFD: Struktur, Aktivität und Stabilität im Vergleich
Die Kristallstruktur der BAL wurde 2005 mit 2,6 Å Auflösung publiziert (Mosbacher et al.,
2005) und 2007 auf 1,65 Å verfeinert (Maraite et al., 2007). 2008 folgte die Auflösung der
Struktur mit dem Inhibitor Methylbenzoylphosphonat (2,49 Å) (Brandt et al., 2008). Die
Kristallstruktur der BFD wurde erstmalig von Hasson und Mitarbeitern mit 1,6 Å aufgelöst
(Hasson et al., 1995, Hasson et al., 1998). Später folgten BFD-Kristallstrukturen mit
Inhibitoren wie (R)-Mandelat (2,8 Å) (Polovnikova et al., 2003) und Methylbenzoylphosphonat
(1,37 Å) (Brandt et al., 2009). Obwohl die Sequenzähnlichkeit der BAL und der
BFD mit etwa 24% nur sehr gering ist, zeigen sie strukturell kaum Unterschiede (Abb. 13)
(Knoll et al., 2006, Mosbacher et al., 2005).
Ein Monomer der BFD besteht aus 528 Aminosäuren (AS) mit einem Molekulargewicht von
56,2 kDa (Hachisu et al., 2003, Hasson et al., 1998), ein Monomer der BAL aus 563 AS mit
ein Molekulargewicht von 59,8 kDa (Janzen et al., 2006), wobei die röntgenkristallographische
Auflösung der BAL, aufgrund der ungeordneten C-terminalen Struktur, nur bis AS
555 möglich war (Mosbacher et al., 2005). Beide Enzyme liegen als Homoteramere vor
(Kapitel 1.4.3) (Hasson et al., 1998, Mosbacher et al., 2005). Ein Histidinrest (His29 bei der
BAL und His70 bei der BFD) im aktiven Zentrum, fungiert als Protonenakzeptor bzw. Donor
bei der Katalyse (Knoll et al., 2006).
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