Designer Yeasts - Neue Bioreagentien in der enantioselektiven Synthese

Insbesondere in der enantioselektiven Synthese haben Katalysatoren stets eine wichtige Rolle gespielt. Aufgrund des zunehmenden Umweltbewußtseins in den technologisch entwickelten Ländern gewinnen großtechnischen Verfahren, die Wasser als Lösungsmittel chemischer Reaktionen verwenden, zunehmend an Bedeutung. Gerade in diesem Medium entwickeln Enzyme ihre größte Aktivität als Biokatalysatoren. Obwohl Enzyme bereits häufig in der organischen Synthese eingesetzt werden, haben sie noch keine breite Akzeptanz erlangt. Vor allem hohe Anschaffungskosten und/oder die nötige Präsenz von Kofaktoren für eine erfolgreiche Katalyse seien hier exemplarisch als Gründe angeführt. Eine Vereinfachung dieser Probleme stellt der Einsatz von gesamten Zellen dar, da durch das natürlichen Wachstum von Mikroorganismen eine konstante Quelle sowohl für das Enzym als auch für allfällige Kofaktoren vorhanden ist. Natürlich resultieren daraus auch wieder Nachteile, vor allem, da in einem lebenden Organismus neben dem gewünschte Enzym noch eine Vielfalt anderer vorhanden sind, die natürlich störend wirken können. Im vorliegenden Projekt soll dieses Problem durch die Anwendung von genetisch modifizierten Hefen beseitigt werden. Die veränderten designer yeasts besitzen nunmehr die Eigenschaft, das gewünschte Enzym, welches nun auch aus einem anderen Organismus stammen kann, in großem Überschuß zu produzieren und damit sowohl die Reaktionsgeschwindigkeit erheblich zu steigern als auch allfällige Nebenreaktionen zu minimieren. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Enantioselektivität von Reduktionen mittels Hefe durch Einführung und Überproduktion eines geeigneten Enzyms zu verbessern. Die dabei gewonnen Erfahrungen sollen in weiterer Folge auf die Synthese neuer ,Taxol-Derivate übertragen werden, um die Wirkung dieses hochaktiven Antikrebsmittels zu verbessern bzw. die Nebenwirkungen zu mindern. Das geplante Projekt umfaßt einerseits neue organisch-präparative Aspekte, reicht jedoch darüber hinaus durch die Konstruktion geeigneter Hefestämme weit in den Bereich der Biochemie und Genetik und ist daher als hoch interdisziplinär anzusehen. Die erworbenen Techniken und Methoden sollen vom Stipendiaten nach seiner Rückkehr nach Osterreich im Rahmen einer Habilitation Verwendung finden.