Helmholtz-Gemeinschaft

Einleitung
Ein besonderer Effekt, welcher sich in allen Studien widerspiegelt und auch schon für
homogene Reaktionssysteme beschrieben wurde, ist die schnelle Inaktivierung der BAL unter
Reaktionsbedingungen. Bei Zugabe der Reaktanden, sprich der Substrate, ist in jedem Fall
eine um ein Vielfaches erhöhte Inaktivierung zu verzeichnen. Dabei scheinen andere Enzymstabilisierende
sowie inaktivierende Faktoren entweder völlig in den Hintergrund zu treten
oder nur einen verhältnismäßig geringen Anteil zu haben. Beim Vergleich der Enzymstabilität
unter Reaktionsbedingungen konnten Zehentgruber und Kühl keinen Unterschied in der
Enzymstabilität mit DMSO und MTBE als Kosolventien gegenüber der Synthese mit Substrat
als organische Phase feststellen. Die Aktivität sank in allen Fällen etwa auf 25-35% innerhalb
von 30 min. Eine Stabilisierung der BAL durch die Kosolventien oder eine zusätzliche
Inaktivierung der BAL an der Grenzfläche scheint hier keine Rolle zu spielen. Mit MTBE als
organische Phase war die Inaktivierung noch höher, hier betrug die Aktivität nach 30 min
noch etwa 5%. Die Phasentoxizität von MTBE scheint hier zusätzlich zur Inaktivierung der
BAL beizutragen. Bei Halbwertszeiten von 100 Stunden im emulgierten System ohne
Substratzugabe wird deutlich, dass die Inaktivierung durch das Substrat den größten Einfluss
auf die Enzyminaktivierung hat (Kühl, 2009, Zehentgruber, 2006).
Besonders interessant in diesem Zusammenhang sind auch die Studien von van den
Wittenboer. Sie analysierte die Lagerstabilität der BAL mit organischen Lösungsmitteln in
zweiphasigen Systemen, ohne die Phasen zu vermischen und verglich diese mit der Prozessstabilität
(Tabelle 1). Dabei verwendete sie, im Gegensatz zu anderen Studien, nicht nur
Lösungsmittel gegenüber denen die BAL eine hohe Toleranz aufweist. Während die Lagerstabilität
sehr unterschiedlich war, war die Prozessstabilität in allen drei Systemen
untereinander vergleichbar und gegenüber den Lagerstabilitäten sogar teilweise verbessert.
Aus ihren Beobachtungen schloss van den Wittenboer, dass die Phasentoxizität zumindest mit
2-Oktanon und Toluol gegenüber den inaktivierenden Effekten durch die Reaktanden in den
Hintergrund treten (van den Wittenboer, 2009).
Tabelle 1: Lager- und Prozessstabilität der BAL im Zweiphasensystem (van den Wittenboer, 2009)
Lösungsmittel
Halbwertszeit [h]
Lagerstabilität
Prozessstabilität
MTBE 14,9 ± 2,9 1,5 ± 0,1
2-Oktanon 0,6 ± 0,5 1,4 ± 0,1
Toluol 0,2 ± 0,1 2,0 ± 0,1
Durch kovalente Modifikation der BAL mit den Polymeren mPEG 750 und mPEG 2000 bzw.
gezielte Mutagenesen in besonders flexiblen Proteinbereichen konnte teilweise eine
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