Leberenzyme für chemische Synthesen nutzen
Die Greifswalder Biotech-Firma Enzymicals und Rostocker Chemiker nutzen Leberenzyme als Katalysatoren zur Herstellung von Feinchemikalien.
Enzyme sind hochspezialisierte Eiweißstoffe, die chemische Reaktionen beschleunigen. Dabei verfügen sie über eine besondere Eigenschaft: Sie funktionieren nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip. Nur wenn ein Molekül exakt zu dem Enzym passt, erfolgt die chemische Reaktion. Dies haben sich Forschende von der Universität Rostock und der Greifswalder Firma Enzymicals AG zunutze gemacht, um einen neuen Syntheseweg zu entwickeln.
Enzyme als Biokatalysatoren
Bei komplexeren chemischen Verbindungen gibt es die Möglichkeit, dass die gleichen chemischen Bausteine in verschiedenen Winkeln miteinander verbunden werden. Es entstehen sogenannte Enantiomere, die spiegelsymmetrisch sind – ähnlich einer rechten und linken Hand. Will man auf chemischem Weg nur eine Form des Enantiomers erhalten - sogenannte „optisch reine Produkte“ - so ist die Synthese extrem aufwendig. Hier helfen Enzyme als Biokatalysatoren mit dem Schlüssel-Schloss-Prinzip weiter. Enzyme unterscheiden zwischen den Enantiomeren und steuern deshalb nur die Produktion einer von mehreren Varianten.
Molekülstruktur der Leberesterase, die Enzymicals für chemische Synthesen einsetzt.
Schweineleberenzyme zur Herstellung von Feinchemikalien
Das Forscherteam von Enzymicals hat nun biotechnologisch hergestellte Enzyme genutzt, die ursprünglich in Schweinelebern vorkommen. Das Endprodukt ist optisch reines Methyltetrahydrophthalat. Es dient als Baustein für biologisch aktive Substanzen. Enzymicals hat das chemo-enzymatische Verfahren im Mai als erfolgreiches Ergebnis des Projekts „Herstellung von Feinchemikalien mit rekombinanten Schweineleberesterasen“ vorgestellt. Das Projekt wurde vom Bundeswirtschaftsministerium über das „Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand“ (ZIM) gefördert. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal „Organic Process Research and Development“ publiziert.
Optimiertes Verfahren ist nun wettbewerbsfähig
Das neu entwickelte Verfahren ist ein einfacher, kontinuierlicher und robuster Prozess, der zunächst als mehrstufige „Ein-Topf-Reaktion“ durchgeführt wurde. Durch eine schrittweise Anpassung wurden die Produktausbeute, der Rohstoffeinsatz, die Reaktion und der Prozessablauf verbessert. Mit dem neuen, Verfahren kann nun die Zielsubstanz von Enzymicals mit einer Reinheit von mehr als 98% in besserer Qualität erzeugt werden als zuvor. Die Produktion wurde auf einen sogenannten Flow-Prozess umgestellt, wodurch das Verfahren nun wettbewerbsfähig ist.
bp
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