Elektrochemische Kopplung von P450 Monooxygenasen

Das Gesamtziel des Forschungsvorhabens ist die Herstellung von Riech- und Aromastoffen aus Ölen einheimischer Nutzpflanzen mittels regio- und stereoselektiver enzymatischer Oxidation. Die zum Einsatz kommenden Enzyme werden beim universitären Partner mit Methoden der gerichteten Evolution und des rationalen Enzymdesigns erzeugt und auf die gewünschten Reaktionen und spezifischen Anforderungen des geplanten Verfahrens hin optimiert. Für die Schlüsselreaktion der angestrebten Biokonversion, die selektive Hydroxylierung von Fettsäuren, sollen molekularbiologisch optimierte Cytochrom P450 Monooxygenasen in einem elektrochemischen Enzymreaktor eingesetzt werden.

Ein wichtiger Schritt für die Konstruktion dieses Enzymreaktors ist die elektrochemische Regeneration oder Substitution des Cofaktors NAD(P)H sowie eine aktivitätserhaltende Immobilisierung des Enzyms an der Elektrode, so dass eine wirtschaftliche in vitro Bioelektrokatalyse möglich wird. Die wesentliche Voraussetzung für diese Substitution ist die effiziente Elektronenübertragung von der Elektrode zum Häm-Eisen des aktiven Zentrums des Enzyms. Dieser Elektronentransfer soll durch interdisziplinäre Arbeiten auf den Gebieten der Bioverfahrenstechnik und der Elektrochemie untersucht und optimiert werden.