Nachahmung der Kupferzentren von pMMO mittels endo- und exo-funktionalisierter Käfigverbindungen

• Antragsteller: Dr. Matthias Otte
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 517687767

Die Erschöpfung von Ressourcen, Energieversorgungsprobleme und der Klimawandel sind große Herausforderungen der heutigen Zeit. Ein Schlüsselaspekt für die Lösung dieser und anderer dringender Probleme ist die Katalyse. Enzyme sind die Katalysatoren der Natur. Diese sind in der Lage, viele der momentan entscheidenden chemischen Reaktionen durchzuführen. Die Umwandlung von Methan in Methanol ist sowohl aus klimatechnischer, wissenschaftlicher als auch wirtschaftlicher Sicht sehr wichtig. Diese Reaktion kann von synthetischen Katalysatoren bisher nicht zufriedenstellend durchgeführt werden. Die Natur hat zwei Enzymfamilien entwickelt, welche auf Eisen und Kupfer basieren, die Methan-Monooxygenasen. Insbesondere über die Funktionsweise der leistungsfähigeren kupferbasierenden Methan-Monooxygenasen ist wenig bekannt. Ein Weg zum besseren Verständnis von Enzymen ist die Entwicklung synthetischer Modellkomplexe, welche die Struktur und Funktionalität des interessierenden Enzyms nachahmen. Das Projektziel ist die Nachahmung von vermutlich reaktiven Zentren der kupferbasierten Methan-Monooxygenasen, um diese sehr wichtige Klasse von Enzymen besser zu verstehen. Der Ansatz, dies zu erreichen, verwendet in der Innenseite funktionalisierte Käfigverbindungen, die den koordinierenden Aminosäureresten der Enzyme ähneln. Ein Ziel des Projekts ist es, die Rolle verschiedener Kupferzentren innerhalb der kupferbasierten Methan-Monooxygenasen zu beleuchten. Das Projekt zielt insbesondere darauf ab, ein besseres Verständnis dafür zu erlangen, wie die Sauerstoff- und Substrataktivierung innerhalb dieser Enzyme abläuft. Dies soll durch das Studium der Nachahmungen der aktiven Zentren erreicht werden. Ein besseres Verständnis der kupferbasierten Methan-Monooxygenasen kann zu leistungsfähigeren Katalysatoren für die Umwandlung von Methan zu Methanol führen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen