Nachwachsende Rohstoffe in der Wikipedia, Band 1

Biokatalyse 196
Vorteile der Biokatalyse
Die Vorteile der Biokatalyse für die organische Synthese liegen vor
allem in der Selektivität, die eine Voraussetzung für das Erzielen einer
hohen Ausbeute ist. Enzyme bieten Vorteile bei der Chemoselektivität,
der Regioselektivität, der Diastereoselektivität und der
Enantioselektivität.
Enzyme reagieren oft unter milden Bedingungen, so dass bei
gegebenen Reaktionsbedingungen nur eine funktionelle Gruppe
reagiert. Das führt auch dazu, dass Produkte biokatalytischer Prozesse
of reiner sind und die Abtrennung von Nebenprodukten
unproblematischer ist.
Auf Grund der komplexen Struktur von Enzymen katalysieren diese oft
Bioreaktor zur bakteriellen Herstellung von
Vakzinen
regio- und diastereoselektive Reaktionen. Die oft vorhandene Chiralität des Enzymes kann bei verschiedenen
Reaktionen auf das prochirale Substrat zur Herstellung enantiomerenreiner Komponenten übertragen werden.
Besonders bei der Herstellung von Arzneimitteln und in der Agrochemie sind diese Komponenten als chirale
Bausteine begehrt.
Auch die milden Reaktionsbedingungen, der Gebrauch von Wasser als Lösungsmittel in vielen Reaktionen und die
biologische Abbaubarkeit sind Gründe für eine intensive Erforschung der Biokatalyse.
Erfolgreiche Methoden für die Verbesserung von Enzymen für die Biokatalyse sind die gerichtete Evolution und das
rationale Proteindesign.
Asymmetrische Biokatalyse
Bei der asymmetrischen Biokatalyse können zwei prinzipielle Methoden unterschieden werden. Zum einen die
kinetische Razematspaltung und die biokatalytische asymmetrische Synthese.
Bei der kinetischen Razematspaltung wird ein Razemat mit Hilfe von Enzymen umgewandelt. Auf Grund der
Chiralität der Enzyme reagiert eine Komponente im Razematgemisch schneller unter Biokatalyse zum Zielprodukt,
während die andere nicht reagiert.
Die biokatalytische asymmetrische Synthese ist eine Reaktion, bei der eine prochirale Komponente enantioselektiv
in eine chirale umgewandelt wird, etwa bei der enantioselektiven Reduktion von Ketonen durch Hefe.
Weblinks
• The University of Exeter - Biocatalysis Centre [4]
• Applied Biocatalysis centre- Graz; [5]
• Center for Biocatalysis and Bioprocessing - The University of Iowa [6]
• TU Delft - Biocatalysis & Organic Chemistry (BOC) [7]
Literatur
• Klaus Roth: Angewandte Biokatalyse: "Jäder nor einen wönzigen Schlock", in: Chemie in unserer Zeit 2006 (40),
S. 136–145; doi:10.1002/ciuz.200600380 [8] .
• A.S. Bommarius und B. R. Riebel: Biocatalysis – Fundamentals and Applications. Wiley-VCH, Weinheim 2004,
ISBN 978-3527-30344-1
• Garabed Antranikian: Angewandte Mikrobiologie, 1. Auflage, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2006, ISBN
3-540-24083-7