View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

4. Kinetik
Bei Vergleich der für die Benzoinbildung bestimmten Daten (Kapitel 4.2.2) fällt auf,
dass die KM-Werte, die für Benzaldehyd bestimmt wurden, sich auch unter Berücksichtigung
der Fehlergrenzen deutlich unterscheiden. Dies scheint jedoch nur auf den
ersten Blick widersprüchlich, denn bei der Benzoinbildung (Reaktion 01) reagiert der
Benzaldehyd sowohl als Donor- als auch als Akzeptoraldehyd. Bei der HPP-Bildung
(Reaktion 04) dagegen fungiert der Benzaldehyd nur als Donor. Wenn man davon
ausgeht, dass Donor und Akzeptor an verschiedene Stellen im aktiven Zentrum des
Enzyms binden (mit verschiedener Affinität zur jeweiligen Bindungsstelle), so erscheinen
die daraus resultierenden unterschiedlichen KM-Werte für Donor und Akzeptor
durchaus plausibel, obwohl es sich um ein und dasselbe Molekül handelt. Im Vergleich
zu Kapitel 4.2.4 ist der in dieser Versuchsreihe bestimmte KM-Wert für Acetaldehyd
etwas kleiner. Jedoch ist unter Berücksichtigung der Fehlergrenzen der Unterschied
nicht signifikant.
Bei den kinetischen Untersuchungen zur HPP-Bildung (Reaktion 04) konnten Hinweise
auf eine Produktinhibierung durch HPP gefunden werden. Eine Quantifizierung
der Inhibierung scheiterte jedoch an experimetellen Schwierigkeiten. Da bei den Experimenten
zur Inhibierung schon von Beginn an hohe HPP-Konzentrationen eingestellt
werden, ist eine starke Verdünnung der Proben für die HPLC-Analytik nötig, was die
Messgenauigkeit stark herabsetzt.
Bei diesem Reaktionssystem ist nicht nur die Reaktion von Benzaldehyd mit Acetaldehyd
möglich, sondern auch die Selbstkondensation von Benzaldehyd. Demzufolge
ist neben der HPP-Bildung auch eine Benzoinbildung zu beobachten, wie in Abblidung
4.8 gezeigt ist.
BZ-Bildung / U mL −1
0,04
0,03
0,02
0,01
Experiment
Simulation
0,00
0 10 20 30 40 50
Benzaldehyd / mM
BZ-Bildung / U mL −1
0,12
0,08
0,04
Experiment
Simulation
0,00
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Acetaldehyd / mM
Abbildung 4.8.: Rate der Benzoinbildung in Abhängigkeit der Benzaldehyd- und
Acetaldehydkonzentration (35 mM TEA-Puffer, pH = 8, 0,35 mM
ThDP,0,35mMMgSO4, 30 % DMSO, T = 20 ◦ C; links: 60 mM
Acetaldehyd, rechts: 20 mM Benzaldehyd).
Im Falle der Selbstkondensation des Benzaldehyds reagiert der Benzaldehyd sowohl
als Donor als auch als Akzeptor. In Abbildung 4.8 links ist die auch schon bei
der Benzoinkondensation (Reaktion 01) beschriebene lineare Zunahme der Benzoin-
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