Biokatalytische Anwendung von 6-Oxocampherhydrolase

Erwin-Schrödinger-Stipendium J 1928Biokatalytische Anwendung von 6-OxocampherhydrolaseUlrike STRAUSS26.06.2000 Dieses Projekt wird sich in erster Linie mit der Erforschung des Anwendungspotentials der 6-Oxo- Campherhydrolase (6-OCH) beschäftigen. 6-OCH gehört einer neuen Masse von Hydrolasen an, die in der Lage sind, symmetrische 1,3-Dicarbonylverbindungen zu desymmetrisieren. Dies ist eine sehr wichtige und enantioselektiv schwer zu bewerkstelligende Reaktion in der organischen Synthese, entsprechende biokatalytische Alternativmethoden könnten derartige Syntheseschritte enorm verbessern. Das Enzym kann aus dem Bakterium Rhodococcus sp. NCIMB 9784 isoliert werden, wenn dieses auf (IR)-(+)-Campher angezüchtet wird. 6-OCH katalysiert die Desymmetrisierung des nativen Substrats 6-Oxocampher zu einer chiralen Ketosäure, der alpha- Campholinsäure, welche aus diesem Prozeß in hoher optischer Reinheit gewonnen werden kann. Das Enzym wurde unlängst von der Gruppe von Nicholas J. Turner an der Universität Edinburg (UK) gereinigt und charakterisiert. Nun sollen die Faktoren näher untersucht werden, die für die Substraterkennung und die enantioselektive Umsetzung dieser Substrate verantwortlich sind. Diese Untersuchungen umfassen die Synthese entsprechender 1,3-Dicarbonylverbindungen, Tests auf ihre Tauglichkeit als Substrat für 6-OCH, und die Analyse und Charakterisierung aller entstandenen Produkte. Die durch diesen neuen enzymatischen Prozeß erzeugten chiralen Zwischenprodukte werden weiters auf ihre Anwendbarkeit als Bausteine in der asymmetrischen Synthese von Wirkstoffen untersucht. In weiterer Folge wird ein Ziel dieses Projekts das Klonen dieses Enzyms sein, da nur auf diesem Wege weitere Informationen über die Primärstruktur und die Zusammenhänge zwischen dreidimensionaler Struktur und Wirkmechanismus gewonnen werden können. Dieses Projekt stellt daher einen Versuch dar, eine Methode zur Anwendung von Enzymen in der Desymmetrisierung in der organischen Synthese zu entwickeln und gleichzeitig neue Informationen über Mechanismus und Struktur dieser seltenen Enzymklasse zu gewinnen. Erstmals wird ein Enzym dieser Art in der synthetischen bioorganischen Chemie Anwendung finden.