Helmholtz-Gemeinschaft

Ergebnisse & Diskussion
maximale Inaktivierungsrate zu erreichen. Wie gering dieser Wert ist, verdeutlicht ein
Vergleich mit gelösten DMSO Molekülen im Medium: bei 30 vol% DMSO (ca. 4,22 M) und
20 µg/ml BAL (92,59 nM) beträgt der molare DMSO-Überschuss etwa 1:45 Millionen. Des
Weiteren stützen die Ergebnisse die Annahme, dass wenigstens eine Bindestelle mit hoher
Affinität für die aromatischen Aldehyde in der BAL vorliegt. Die verschiedenen Inaktivierungsraten
mit den diversen Aldehyden könnten dann nicht nur mit unterschiedlichen initialen
Inaktivierungsprozessen sondern auch mit unterschiedlichen Bindungsaffinitäten und ihrem
speziellen Einfluss auf die Konformationsänderung der BAL erklärt werden.
Die in Abhängigkeit vom Aldehydüberschuss ermittelten Inaktivierungsraten sind jeweils auf
ein BAL-Tetramer bezogen. Unter Berücksichtigung, dass die BAL aus vier identischen
Untereinheiten (Monomeren) besteht, wird eine mögliche Bindestelle also vermutlich auch
viermal pro Enzymmolekül vorliegen. Wäre z.B. eine Schiffbasenbildung über einen
spezifischen Lysinrest der BAL an der Inaktivierung beteiligt, liegt dieser Lysinrest vier Mal
pro Enzymmolekül vor (Untersuchungen potentieller Reaktionspartner zur Schiffbasenbildung
siehe Kapitel 4.3.2). Gleiches gilt für eine Interaktion und Inaktivierung der BAL
durch die Aldehyde am aktiven Zentrum. Bezogen auf ein Monomer genügt schon ein
Aldehydüberschuss von 1:625 bis 1:12.500, um die maximale Inaktivierungsrate zu erreichen.
4.3 Möglichkeiten zur Stabilisierung der BAL
Für die Stabilisierung eines Enzyms gibt es verschiedene Ansätze, wie z.B. die Immobilisierung,
Zusatz von stabilisierenden Komponenten wie Bovines Serum Albumin (BSA),
Anpassung der Reaktionsbedingungen (reaction engineering) oder Veränderungen in der
Primärstruktur mittels Mutagenesen (enzyme engineering). Eine Möglichkeit der
Stabilisierung unter Prozessbedingungen konnte in der Vergangenheit durch den Einschluss
der BAL in Polyvinylalkohol (PVA) Kryogelen erreicht werden. Diese stellen eine Art
wässrige Phase für das Enzym dar und wurden für den Einsatz in rein organischen
Lösungsmitteln entwickelt. Mit Hexan als organischem Lösungsmittel konnte eine gute
Lagerstabilität ohne Aktivitätsverlust über eine Woche bei 4 °C erzielt werden. Überraschend
ist aber die hohe Prozessstabilität mit einer Halbwertszeit von 103 Stunden bei guten
Produktausbeuten (Hischer et al., 2005). Die intrinsische Substratkonzentration in den PVA-
Kügelchen betrug bei diesen Versuchen etwa 5 mM (3-Furaldehyd) und die Synthesen
wurden bei 20 °C durchgeführt (Ansorge-Schumacher et al., 2006, Hischer et al., 2005). Die
hohe Stabilität der BAL unter Prozessbedingungen im Vergleich zu wässrig-organischen
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