Elektroenzymatische Reduktion von NAD+ mit Lipoamid-Dehydrogenase und immobilisierter Liponsäure

• Antragsteller: Professor Dr. Hanns-Ludwig Schmidt
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 1996 bis 2002
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5287848

Voraussetzung für die Entwicklung amperometrischer Biosensoren für die Substrate von Dehydrogenasen ist die elektrokatalytische Regeneration des Coenzymsystems NADH/NAD+. Mittels geeigneter Mediatoren (z.B. Phenazinderivaten) ist die elektrochemische NADH-Oxidation zur Bestimmung der reduzierten Substrate von Dehydrogenasen möglich. Aufgrund der Forschungsergebnisse einer russischen Arbeitsgruppe schien auch die elektrokatalytische NAD+-Reduktion an Poly(neutralrot)-modifizierten Elektroden möglich zu sein. Da im Vorprojekt jedoch keine überzeugenden Nachweise für diese Reaktion erzielt werden konnten, soll im vorliegenden Projekt eine neue elektroenzymatische NAD+-Reduktion mit Hilfe von Liponamid-Dehydrogenase (Lip-DH) entwikkelt werden. Auf der Basis Phthalocyanin-modifizierter Elektroden soll das natürliche Substrat dieses Enzyms reduziert werden; vom Enzym sollen die Reduktionsäquivalente auf NAD+ übertragen werden. Dies ist zunächst in homogenen gelösten Systemen vorgesehen; später ist eine homöopolare Bindung des Substrats an die modifizierte Elektrodenoberfläche vorgesehen sowie eine affinante Bindung des Enzyms an dieses Substrat. Zur Herstellung reagenzloser Biosensoren für die oxidierten Substrate von Dehydrogenasen soll die entwickelte Elektrode mit diesen Dehydrogenasen gekoppelt werden. In einer späteren Fortsetzung des Projekts ist vorgesehen, Liponsäure homöopolar an Lip-DH zu binden und das elektrochemische Verhalten dieses Enzym-Substrat-Komplexes für die NAD+-Reduktion zu studieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen