Pyruvat-Produktion durch acetatauxotrophe - JUWEL ...

2 EINLEITUNG
II EINLEITUNG
Pyruvat, das Salz der Brenztraubensäure, ist in vielen katabolen und anabolen
Stoffwechselwegen involviert, z.B . in der Glykolyse, der Gluconeogenese oder in der
Aminosäure-Biosynthese . Daher ist es ein zentrales Intermediat im zellulären Stoffwechsel .
Industriell wird Pyruvat als Vorstufe für eine Vielzahl von Chemikalien und Pharmazeutika
verwendet, wie beispielsweise L-DOPA (Park et al., 1998), L-Ephedrin (Rogers et al., 1997)
oder L-Tryptophan (Nakazawa et al., 1972) . In einigen Studien wurde behauptet, dass Pyruvat
den Abbau körpereigener Fette stimuliert sowie zu einer effektiven Reduktion des
Cholesterin-Spiegels führt (Stanko et al., 1990, 1992, 1994) . Pyruvat soll deswegen als
Schlankmacher" wirken und wird als Nahrungsergänzungsmittel angeboten und verwendet .
Die Arzneimittelkommission der Deutschen Ärzteschaft wider-sprach allerdings diesen
Behauptungen (http://www.akdae.de/47/Archiv/2000/Pyruvat .html ) . Eine Reihe neuerer
Untersuchungen deuten darauf hin, dass Brenztraubensäure als Antioxidationsmittel wirkt und
zur Behandlung von Erkrankungen eingesetzt werden kann, die durch oxidativen Stress
verursacht werden und mit einem vermehrten Zelltod (Apoptose) verbunden sind (Borle &
Stanko, 1996 ; DeBoer et al ., 1993) .
Herstellung von Pyruvat
Das klassische Verfahren der Brenztraubensäure-Herstellung ist das Brenzen von
Traubensäure mit Kaliumhydrogensulfat (Abb . 1 ; Howard, 1932) . In diesem Prozess wird
Traubensäure durch Dehydratisierung und Decarboxylierung zu Pyruvat umgesetzt . Diese
"Brenzreaktion", die auch als trockene Destillation oder Pyrolyse bezeichnet wird, ist noch
heute eines der wichtigsten Verfahren zur Produktion von Pyruvat im industriellen Maßstab .
Nachteile dieses Verfahrens sind unter anderem die begrenzte Verfügbarkeit des Edukts
Traubensäure sowie die geringe Ausbeute von 0,5 Mol Pyruvat/Mol Traubensäure . Außerdem
wird für dieses Verfahren sehr viel Energie benötigt, da der Siedepunkt von Traubensäure bei
etwa 200°C liegt .