• search hit 2 of 2
Back to Result List

Bitte verwenden Sie diesen Link, wenn Sie dieses Dokument zitieren oder verlinken wollen: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-002070-3

Development of Enzymes for Biocatalytic Applications: Protein Engineering, Immobilization and Reactor Concepts

  • Within this thesis the protein engineering, immobilization and application of enzymes in organic synthesis were studied in order to enhance the productivity of diverse biotransformations. Article I is a review about Baeyer-Villiger monooxygenases (BVMO) and provides a detailed overview of the most recent advantages in the application of that enzyme class in biocatalysis. Protein engineering of a former uncharacterized polyol-dehydrogenase (PDH) identified in the mesothermophilic bacterium Deinococcus geothermalis 11300 is described in Article II. Article III covers the combination of one PDH mutant with a BVMO in a closed-loop cascade reaction, thus enabling direct oxidation of cyclohexanol to ε-caprolactone with an internal cofactor recycling of NADP(H). Article IV and Article V report a process optimization for transamination reactions due to a newly developed immobilization protocol for five (S)- and (R)-selective aminotransferases (ATA) on chitosan support. Furthermore, the immobilized ATAs were applied in asymmetric amine synthesis. In Article VI, an ATA immobilized on chitosan, an encapsulated BVMO whole cell catalyst and a commercially available immobilized lipase were applied in a traditional fixed-bed (FBR) or stirred-tank reactor (STR), and were compared to a novel reactor design (SpinChem, SCR) for heterogeneous biocatalysis.
  • Innerhalb dieser Arbeit wurde das Proteindesign, die Immobilisierung und der Einsatz von Enzymen in der organischen Synthese untersucht, um die Produktivität von Biotransformationen zu verbessern (der biokatalytische Zyklus). Artikel I ist ein Zusammenfassungsartikel über Baeyer-Villiger Monooxygenasen (BVMO) und gibt einen Überblick über die neuesten Erkenntnisse zu diesem Thema. Weiterhin wurde ein Proteindesign einer vorher nicht charakterisierten Polyol-Dehydrogenase (PDH) durchgeführt, welche aus dem mesothermophilen Organismus Deinnococcus geothermalis 11300 kloniert wurde (Artikel II). Eine der PDH Mutanten konnte daraufhin mit einer BVMO kombiniert werden, um eine direkte Doppeloxidation von Cyclohexanol zu epsilon-Caprolacton in einer Kaskadenreaktion zu ermöglichen (mit gleichzeitiger, integrierter Wiedergewinnung des NADP(H) Kofaktors; Artikel III). Artikel IV und V beschreiben die Prozessoptimierung von Transaminierungsreaktionen mittels der Entwicklung eines neues Immobilisierungsprotokolls auf Chitosan Trägermaterial für fünf (R)- und (S)- selektive Transaminasen (ATA). Die erhaltenen Präparate wurden dann in der asymmetrischen Aminsynthese eingesetzt. In Artikel VI wird erstmalig die Etablierung eines neuen Reaktorkonzeptes für immobilisierte Biokatalysatoren getestet (immobilisierte ATA und BVMO, eingeschlossene ganze E.coli Zellen). Hierfür wurde das neue Reaktordesign mit etablierten, traditionellen Reaktorkonzepten verglichen.

Download full text files

Export metadata

Additional Services

Share in Twitter Search Google Scholar
Metadaten
Author: Hendrik Mallin
URN:urn:nbn:de:gbv:9-002070-3
Title Additional (German):Entwicklung von Enzymen für den biokatalytischen Einsatz: Proteindesign, Immobilisierung und Reaktor Konzepte
Advisor:Prof. Dr. Uwe Bornscheuer
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2014/11/12
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2014/10/17
Release Date:2014/11/12
Tag:Kaskade
GND Keyword:Biokatalyse, Bioreaktor, Enzym, Immobilisierung, Proteindesign
Faculties:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Chemie und Biochemie
DDC class:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 540 Chemie