Asymmetrische Synthesen mit neuen Oxidoreduktasen aus Cyanobakterien

Kathrin Hölsch, Dissertation Technische Universität München, 2009

Chirale Alkohole sind wichtige Bausteine für die Synthese bioaktiver Substanzen. Einfach zugänglich sind diese Verbindungen durch biokatalytische Reduktion prochiraler Ketone. Die Identifizierung einer neuen Oxidoreduktase in Cyanobakterien, die auch mehrfach halogenierte Ketone enantioselektiv umsetzt, eröffnet einen neuen Zugang zu chiralen Synthesebausteinen. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass sich cyanobakterielle Ketoacylreduktasen hinsichtlich ihrer spezifischen Aktivität, ihres Substratspektrums und ihrer Stabilität für den technischen Einsatz eignen. In einer Untersuchung von 16 Ketoacylreduktasen aus Cyanobakterien verschiedener taxonomischer Ordnungen wurden die Enzyme mit dem größten Potential für asymmetrische Synthesen identifiziert. Am Beispiel eines dieser Enzyme wurde eine neue Methode zur in situ Regenerierung der benötigten Cofaktoren entwickelt und zur asymmetrischen Synthese angewendet.

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Publikationen

• Hölsch K, Weuster-Botz D (2011): Kinetic mechanism of 3-ketoacyl-(acyl-carrier-protein) reductase from Synechococcus sp. strain PCC 7942: A useful enzyme for the production of chiral alcohols. J Mol Cat B: Enz 69: 89-94.
• Hölsch K, Weuster-Botz D (2010): Enantioselective reduction of prochiral ketones by engineered bifunctional fusion proteins. Biotechnol Appl Biochem 56: 131-140.
• Hölsch K, Weuster-Botz D (2010): New oxidoreductases from cyanobacteria: exploring nature’s diversity. Enz Microbial Technol 47: 228-235.
• Gadler P, Reiter T, Hölsch K, Weuster-Botz D, Faber K (2009): Enantiocomplementary inverting sec-alkylsulfatase activity in cyano- and thio-bacteria Synechococcus and Paracoccus spp.: selectivity enhancement by medium engineering. Tetrahedron: Asymmetry 20: 115-118.
• Hölsch K, Havel J, Haslbeck M, Weuster-Botz D (2008): Identification, cloning and characterization of a novel ketoreductase from the cyanobacterium Synechococcus sp. strain PCC 7942. Appl Environ Microbiol 74: 6697-6702.