Enzyme-catalysed synthesis of chiral substances under high pressures

• Applicants: Professor Dr. Andreas Liese; Professor Dr.-Ing. Bernd Niemeyer
• Subject Area: Biological Process Engineering
• Term: from 2008 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 59860319

Die biokatalytische Darstellung chiraler Komponenten hat im Laufe der letzten Dekaden fortwährend an Bedeutung gewonnen. In der Literatur finden sich zahlreiche Arbeiten, welche sich mit der Untersuchung des Einflusses verschiedener Parameter auf die Enantioselektivität diverser Enzyme beschäftigen. Auch auf dem Gebiet der Stereoselektivität von Lipasen, welche in diesem Projekt den Forschungsschwerpunkt darstellen, wurde in den letzten Jahren intensiv geforscht. In diesem Zusammenhang wurde zum Beispiel der Einfluss der Temperatur, des Lösemittels, des pH-Wertes, des Coatings mit verschiedenen Surfactanten bis hin Veränderung der Enzymstruktur über gezielte Mutagenese und die Steuerung der Stereoselektivität über den Spreitungsdruck von Substrat-Monolayern untersucht. Im Gegensatz hierzu sind in der Literatur nur wenige Studien dokumentiert, welche sich mit der Untersuchung des hydrostatischen Druckes auf die enantioselektive Enzymkatalyse beschäftigen.Im Rahmen eines gemeinsamen DFG-Forschungsprojektes (...) konnte ein signifikanter Einfluss des Druckes auf die Enantioselektivität der rekombinanten Benzoylformiatdecarboxylase (BFD) nachgewiesen werden. In diesem Projekt soll der Druckeinfluss auf die Enantioselektivität von Lipasen, insbesondere der Candida antarctica Lipase B (CALB) und der Candida rugosa Lipase (CRL) analysiert werden. Die Untersuchung von Gleichgewichtszuständen sowie die Analyse von Enzymkinetiken über einen weiten Druckbereich bilden die Basis für ein grundlegendes Verständnis komplexer Mehrsubstratreaktionen.Das Arbeitsspektrum des Projekts umfasst die Untersuchung der homogenen sowie der heterogenen Enzymkatalyse im Druckbereich von 0,1 bis 380 MPa, die Immobilisierung von Enzymen sowie die Implementierung einer neuen Online-Analysen Methode, der 2D-Fluorescence Spektroskopie, für kinetische Untersuchungen bei hohen Drücken.

• DFG Programme: Research Grants