Gerichtete Evolution von Enzymen als Katalysatoren in der Synthetischen Organischen Chemie
Enzyme wurden schon seit über 100 Jahren als Katalysatoren in der synthetischen Organischen Chemie und Biotechnologie eingesetzt, eine breite Anwendung wurde jedoch nie erreicht, weil allzu oft begrenzte Substratbreite, schlechte Stereoselektivität und/oder unzureichende Stabilität beobachtet wurde. Die molekular-biologischen Techniken der gerichteten Evolution bieten einen Ausweg aus diesem Dilemma. So haben wir vor einiger Zeit ein fundamental neues Konzept zur asymmetrischen Katalyse entwickelt, nämlich die gerichtete Evolution stereoselektiver Enzyme als Katalysatoren in der synthetischen Organischen Chemie. In jüngerer Zeit kam es darauf an, Methodenentwicklung zu betreiben um gerichtete Evolution schneller und effizienter zu gestalten. Insbesondere iterative Sättigungsmutagenese (ISM) erwies sich als erfolgreich, womit jegliche Probleme der Stereoselektivität, Substrat-Akzeptanz (Aktivität) und Thermostabilität angegangen und rasch gelöst werden können. Was Anwendungen angeht, so fokussieren wir auf stereoselektive Umwandlungen, die mit modernen synthetischen Katalysatoren nicht zu bewerkstelligen sind, so z.B. regio- und stereoselektive oxidative Hydroxylierungen von einfachen und komplexen organischen Verbindungen. Unsere Methoden erlauben ökologisch und ökonomisch sinnvolle Stoffumwandlungen unter milden Bedingungen. Deshalb haben sie den Weg in die pharmazeutische und biotechnologische Industrie gefunden.