Dokument: Optimierende Untersuchung von Acetaldehyd-abhängigen Aldolasen und deren Anwendung in der organischen Synthese
| Titel: | Optimierende Untersuchung von Acetaldehyd-abhängigen Aldolasen und deren Anwendung in der organischen Synthese | |||||||
| Weiterer Titel: | Optimizing investigation of acetaldehyde-dependent aldolases and their application in organic synthesis | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=71546 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20251201-125636-8 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Hindges, Julia [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Pietruszka, Jörg [Gutachter] Drepper, Thomas [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie | |||||||
| Beschreibungen: | Das Interesse am Einsatz von Enzymen als Biokatalysatoren in der organischen Synthese ist weiterhin ungebrochen. Die 2-Desoxyribose-5-phosphat Aldolase (DERA) ist eine industriell bereits verwendete Aldolase, welche als einziger Vertreter der Acetaldehyd-abhängigen Aldolase bei der chemoenzymatischen Synthese von Cholesterinsenkern eingesetzt wird. Diese attraktive Anwendung der DERA beruht auf der sequenziellen Aldolreaktion zum Aufbau zweier neuer stereogener Zentren in nur einer Reaktion. Die DERA als Biokatalysator zeigt allerdings Schwächen hinsichtlich ihrer natürlichen Acetaldehyd-Toleranz, welche ihren Einsatz in der Synthese einschränkt. Auch der bisherige Fokus lediglich auf das doppelte Aldolprodukt der DERA limitiert ihren Einsatz.
Für ein besseres Verständnis von Aktivität und Acetaldehyd-Toleranz wurden weiterführende strukturbasierte Untersuchungen durchgeführt. Der Fokus lag dabei insbesondere auf dem Einfluss des Cysteins in Aminosäureposition 47 der E. Coli DERA, welches bekanntermaßen die Schlüsselposition eines Inaktivierungsmechanismus darstellt. Es wurde eine Reihe von DERA-Mutanten erstellt und untersucht, wobei neben einer bekannten Acetaldehyd-resistenten DERA-Variante eine weitere interessante Acetaldehyd-tolerante DERA-Mutante charakterisiert werden konnte. Die Erkenntnisse der DERA-Studien sollten zudem synthetisch angewendet werden. Nach Etablierung einer geeigneten Immobilisierungstechnik, lag der Schwerpunkt auf der Entwicklung eines kontinuierlichen Reaktionsaufbaus, um die DERA in der Flow-Chemie einzusetzen und so Zugang zu einem bisher unzugänglichen DERA-Strukturmotiv zu ermöglichen, dem einfachen Aldolprodukt. Die auf diese Weise synthetisierten 3-(R)-Hydroxyaldehyde wurden schließlich um fünf weiterführende Reaktionskaskaden im (semi-)kontinuierlichen Reaktionsmodus erweitert, wodurch der Grundstein des Einsatzes eines neuen DERA-Bausteins gelegt werden konnte.Interest in the use of enzymes as biocatalysts in organic synthesis remains unbroken. 2-Deoxyribose-5-phosphate aldolase (DERA) is an aldolase already used industrially, which is the only representative of acetaldehyde-dependent aldolase used in the chemoenzymatic synthesis of cholesterol-lowering drugs. This attractive application of DERA is based on the sequential aldol reaction to build two new stereogenic centers in just one reaction. However, DERA as a biocatalyst has weaknesses in terms of its natural acetaldehyde tolerance, which limits its use in synthesis. The previous focus solely on the double aldol product of DERA also limits its use. Further structure-based investigations were conducted to gain a better understanding of activity and acetaldehyde tolerance. The focus was particularly on the influence of cysteine in amino acid position 47 of E. Coli DERA, which is known to be the key position in an inactivation mechanism. A series of DERA mutants were created and investigated, and in addition to a known acetaldehyde-resistant DERA variant, another interesting acetaldehyde-tolerant DERA mutant was characterized. The findings of the DERA studies were also to be applied synthetically. After establishing a suitable immobilization technique, the focus was on developing a continuous reaction setup to use DERA in flow chemistry, thereby providing access to a previously inaccessible DERA structural motif, the simple aldol product. The 3-(R)-hydroxyaldehydes synthesized in this way were finally extended by five further reaction cascades in (semi-)continuous reaction mode, laying the foundation for the use of a new DERA building block. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Bioorganische Chemie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 01.12.2025 | |||||||
| Dateien geändert am: | 01.12.2025 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 07.02.2025 | |||||||
| Datum der Promotion: | 08.07.2025 |
