@phdthesis{Gand2016,
  author    = {Martin Gand},
  title     = {Identifizierung und Charakterisierung von Imin-Reduktase},
  journal    = {Identification and characterization of imine reductases},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-002572-3},
  year      = {2016},
  abstract  = {In dieser Arbeit wurden drei neue Imin-Reduktasen (IREDs) identifiziert und biochemisch charakterisiert. Bei einem dieser Enzyme war eine Kristallstruktur bereits gel{\"o}st, jedoch keine Funktionalit{\"a}t beschrieben. Beim Untersuchen des Substratspektrums wurde in dieser Arbeit erstmals festgestellt, dass neben zyklischen Iminen und Aminen auch azyklische Amine Substrate der IREDs sein k{\"o}nnen. Au{\"s}erdem k{\"o}nnen IREDs Ketone oder Aldehyde als Substrate verwenden indem diese mit Ammoniak oder prim{\"a}ren Aminen reduktiv aminiert werden. Es wurde die Kristallisation von den von uns neu entdeckten IREDs, sowie von 15 weiteren neuen IREDs untersucht. F{\"u}r drei Enzyme konnten gut streuende Kristalle erhalten werden, wobei es zum ersten Mal f{\"u}r IREDs gelang, Kristalle bei der NADP+ Co-Kristallisation zu erhalten. Zwei dieser Enzyme tragen ungew{\"o}hnliche Reste im aktiven Zentrum (Glutamat und Asparagin). Bisher wurden meist Aspartat f{\"u}r (R)-selektive beziehungsweise Tyrosin f{\"u}r (S)-selektive IREDs beschrieben. Eine Ausnahme bildet die von uns charakterisierte IRED Ppu, welche ein Histidin einen Turn upstream (in der Sequenz weiter in Richtung C-Terminus) in der IRED tr{\"a}gt und im phylogenetischen Stammbaum eine dritte Gruppe von IREDs bildet. Neben der erstmalig berichteten Immobilisierung von IREDs, konnten wir mit Hilfe von rationalem Design eine Variante der Sgf3587 IRED erstellen, welche eine 3-fach erh{\"o}hte Akzeptanz von NADH zeigt. Da alle bisher beschriebenen IREDs NADPH stark pr{\"a}ferieren, bildet die K40A-Variante der Sgf3587 IRED eine Alternative die den kosteng{\"u}nstigeren Cofaktor NADH verwenden kann. Eine andere von uns untersuchte Methode zur Kostenreduzierung ist die Verwendung eines Substrat-gekoppelten Ansatzes zur Cofaktor-Regenerierung. Hierbei wird ein zweites achirales sekund{\"a}res Amin eingesetzt, welches durch Oxidation des Substrats den Cofaktor reduziert, welcher dann f{\"u}r die Imin-Reduktion zur Verf{\"u}gung steht. Die bisher beschriebenen Beispiele f{\"u}r die reduktive Aminerung zeigten eher geringe Ums{\"a}tze. Sie wurden nur f{\"u}r drei Enzyme dargestellt. Mit Hilfe unseres Kooperationspartners konnten wir {\"u}ber 30 weitere Beispiele f{\"u}r Enzyme zeigen, welche die reduktive Aminierung durchf{\"u}hren k{\"o}nnen. Weiterhin konnten wir pr{\"a}parative Beispiele mit 1\% (m/v) Substrat-Konzentration zeigen, wobei es gelang gute Ums{\"a}tze und Reinheiten zu erlangen. Mit Hilfe der reduktiven Aminierung konnte au{\"s}erdem die prinzipielle analytische Darstellung von Rasagilin, ein Alzheimer Medikament, gezeigt werden. Diese ist sehr vielversprechend und nach weiterer Optimierung w{\"a}re eine industrielle Anwendung m{\"o}glich.},
  language  = {de}
}