Optimierung von Biokatalysatoren und Reaktionsbedingungen für den technischen Einsatz:
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2000
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I
INHALTSVERZEICHNIS
II
ZUSAMMENFASSUNG
DER
HABILITATIONSSCHRIFT
IV
III
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
VIII
1
EINLEITUNG
1
1.1
GESCHICHTLICHES
1
1.2
ENZYMKLASSEN
UND
QUELLEN
4
1.2.1
KLASSIFIZIERUNG
5
1.3
EINSATZBEREICHE
8
1.4
KOSTEN
ENZYMATISCHER
PROZESSE
10
1.5
BESTIMMUNG
DER
ENZYMAKTIVITAET
11
1.5.1
DEFINITION
11
1.5.2
ZEITLICHER
VERLAUF
EINER
ENZYMKATALYSIERTEN
REAKTION
11
1.5.3
EINFLUSS
DER
SUBSTRATKONZENTRATION
12
1.6
EINFLUSSFAKTOREN
AUF
AKTIVITAET,
SELEKTIVITAET
UND
STABILITAET
13
17
MOEGLICHKEITEN
DER
OPTIMIERUNG
VON
ENZYMEN
14
1.7.1
ANPASSUNG
INTRINSISCHER
FAKTOREN
15
1.7.1.1
GERICHTETE
MUTAGENESE
15
1.7.1.2
KOMBINATORISCHE
METHODEN
18
1.7.2
ANPASSUNG
EXTRINSISCHER
FAKTOREN
20
2
ZIELSETZUNG
UND
KONZEPTION
DER
ARBEIT
22
3
STABILISIERUNG
DER
FORMIATDEHYDROGENASE
AUS
CANDIDA
BOIDINII
24
3.1
DIE
FORMIATDEHYDROGENASE
UND
IHRE
ANWENDUNG
25
3.1.1
VORKOMMEN
25
3.1.2
STRUKTUR
25
3.1.3
ANWENDUNG
DER
NAD-ABHAENGIGEN
FDH
AUS
C.
BOIDINII
IN
DER
26
ENZYMATISCHEN
SYNTHESE
3
2
ZIELSETZUNG
UND
OPTIMIERUNGSSTRATEGIE
29
3.3
KLONIERUNG
UND
REKOMBINANTE
EXPRESSION
DES
FUER
FDH
30
KODIERENDEN
GENS
3.4
ERZEUGUNG
EINES
HOMOLOGIEMODELLS
ZUR
MUTAGENESEPLANUNG
36
INHALTSVERZEICHNIS
11
3.5
MUTAGENESE
UND
FUNKTIONSANALYSE
38
3.6
STABILITAET
GEGENUEBER
CU(LL)-IONEN
42
3.7
STABILITAET
UNTER
BEDINGUNGEN
DER
L-TERT-LEUCINSYNTHESE
43
3.8
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
45
4
OPTIMIERUNG
DER
ENZYMATISCHEN
SYNTHESE
VON
(R)-PHENYLACETYLCARBINOL
47
MITTELS
PYRUVATDECARBOXYLASE
4.1
PROBLEMSTELLUNG
UND
ZIELSETZUNG
47
4.2
A-KETOSAEUREDECARBOXYLASEN
48
4.2.1
REAKTIONSMECHANISMUS
DER
A-KETOSAEUREDECARBOXYLASEN
52
4.2.2
STRUKTUR
DER
PYRUVATDECARBOXYLASEN
54
4.3
AUSWAHL
EINER
GEEIGNETEN
PDC
FUER
DIE
ENZYMKATALYSIERTE
SYNTHESE
56
VON
(R)-PAC
4.3.1
PLANUNG
UND
CHARAKTERISIERUNG
GEEIGNETER
MUTANTEN
57
4.3.2
EIGENSCHAFTEN
DER
MUTEINE
VOM
TYP
PDCW392X
63
4.4
CHARAKTERISIERUNG
DES
REAKTIONSSYSTEMS
65
4.5
KINETISCHE
BESTIMMUNGEN
UND
REAKTIONSMODELL
66
4.6
AUSWAHL
GEEIGNETER
BIOREAKTOREN
70
4.7
UNTERSUCHUNGEN
ZUR
ENZYMATISCHEN
SYNTHESE
VON
(R)-PAC
IM
70
ENZYMMEMBRANREAKTOR
4.7.1
AUSWAHL
EINES
GEEIGNETEN
REAKTOR-UND
MEMBRANMATERIALS
70
4.7.2
INAKTIVIERUNG
DES
ENZYMS
DURCH
DIE
SUBSTRATE
71
4.7.3
VERSUCHE
ZUR
KONTINUIERLICHEN
SYNTHESE
71
4.8
POTENTIAL
DER
KONTINUIERLICHEN
SYNTHESE
VON
(R)-PAC
IM
VERGLEICH
75
4.9
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
76
5
UNTERSUCHUNG
DES
SYNTHETISCHEN
POTENTIALS
VON
NATUERLICHEN
77
A-KETOSAEUREDECARBOXYLASEN
UND
DEREN
MUTEINEN
5.1
2-HYDROXYKETONE
IN
DER
ORGANISCHEN
SYNTHESE
77
5.1.2
AUSWAHL
DER
ENZYME
UND
OPTIMIERUNGSZIELE
79
5.2
VERGLEICHENDE
PROTEINCHEMISCHE
CHARAKTERISIERUNG
VON
ZM-PDC
80
UND
PP-BFD
5.2.1
SEQUENZ
UND
STRUKTUR
DER
PP-BFD
80
5.2.2
PH-OPTIMA
81
INHALTSVERZEICHNIS
III
5.2.3
TEMPERATUROPTIMA
83
5.2.4
UNTERSUCHUNGEN
ZUR
COFAKTORBINDUNG
85
5.2.5
STABILITAET
GEGENUEBER
DENATURIERUNGSMITTELN
86
5.2.6
UNTERSUCHUNG
DES
SUBSTRATSPEKTRUMS
DER
DECARBOXYLASEREAKTION
87
5.2.7
UNTERSUCHUNG
DES
PRODUKTSPEKTRUMS
AUSGEHEND
VON
88
BENZALDEHYD
UND
ACETALDEHYD
5.2.8
ZUSAMMENFASSUNG:
VERGLEICH
VON
ZM-PDC,
PDCW392M
90
UND
PP-BFD
5.3
UNTERSUCHUNGEN
ZUR
BFD-KATALYSIERTEN
SYNTHESE
VON
91
(S)-2-HYDROXYPROPIOPHENON
5.3
1
CHARAKTERISIERUNG
DES
REAKTIONSSYSTEMS
92
5.3.2
KINETISCHE
BESTIMMUNG
93
5.3.3
UNTERSUCHUNGEN
IM
ENZYMMEMBRANREAKTOR
95
5.4
UNTERSUCHUNGEN
ZUM
SUBSTRAT
UND
PRODUKTSPEKTRUM
DER
PP-BFD
96
5.5
MODELL
ZUR
ERKLAERUNG
DER
EFFEKTE
AUF
DIE
ENANTIOSELEKTIVITAET
DER
BFD
100
KATALYSIERTEN
CARBOLIGATION
5.6
IDENTIFIZIERUNG
VON
RELEVANTEN
AMINOSAEURERESTEN
DURCH
GERICHTETE
103
MUTAGENESE
5.6.1
MUTEINE
DER
ZM-PDC
IN
POSITION
472
UND
476
105
5.6.2
MUTEINE
DER
PP-BFD
IN
POSITION
460
UND
464
109
5.7
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
113
6
LITERATUR
115 |
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