Der physikalisch-organische Chemiker König ist bei dem Tandemprojekt „PHAROS – Photokatalytisch aktiviertes Reaktionsmodul für enzymatische Prozesse“ für die Entwicklung der neuen Photokatalysatoren zuständig. Der Biotechnologe Sieber kümmert sich um die Biokatalyse. Das Ziel ist die lichtgetriebene Erzeugung von sogenannten Reduktionsäquivalenten für biotechnologische Katalysen. Diese Erzeugung ähnelt in gewisser Weise einer „Betankung“. Sogenannte Redox-Coenzyme werden reduziert, nehmen also Elektronen oder Protonen auf. Vollgetankt sind diese Reduktionsäquivalente dann so etwas wie eine Universalwährung. In einer Vielzahl enzymatischer Reaktionen liefern sie die dann dort nötigen Elektronen oder Protonen. König und Sieber wollen sie zur Herstellung von chiralen Alkoholen und Aminen nutzen, Vorstufen bei der Herstellung vieler Pharmazeutika.
„Aber eigentlich ist die zentrale Herausforderung bei unserem Projekt der erste Teil, also die Herstellung der Reduktionsäquivalente“, erläutert König. „Dabei müssen wir zunächst einmal klären, welche Photokatalysatoren und welche Koenzyme für unsere Zwecke am besten geeignet sind.“ Dann wollen die Forscher ergründen, wie man die Koenzyme in einen biotechnologischen Produktionsprozess integriert. König und Sieber schwebt derzeit ein Bioreaktor mit mindestens zwei Kammern vor. In der einen befindet sich der auf Oberflächen immobilisierte oder in schwebenden Vesikel integrierte Photokatalysator. In der zweiten die Enzyme für die Herstellung der Alkohole oder Amine. Die Coenzyme würden dann zwischen den beiden Kammern hin- und hergepumpt: vollgetankt von Kammer eins in Kammer zwei, mit leerem Tank zurück.
Gelingt den Forschern die Photokatalyse im Kleinen, dann würde eine Vision der beiden in greifbare Nähe rücken: „Wenn wir einmal mit Hilfe von Sonnenlicht bestimmte Reduktionsäquivalente herstellen können, dann wird Kohlenstoff in seiner ‚unnützesten’ Form, dem Kohlendioxid, ein Rohstoff “, argumentiert Sieber. König ergänzt: „Wir hätten dann eine Art künstliche Pflanze, die aus atmosphärischem Kohlendioxid energiereiche Kohlenwasserstoffe herstellen kann.“ (ml)
