Új sztereoszelektív biokatalitikus folyamatok és biokatalizátorok = Novel stereoselective biocatalytical processes and biocatalysts

摘要

Napjainkban az egyik legnagyobb kémiai kihívás a biológiailag aktív anyagok gazdaságos szintézise. Egyre nagyobb az igény a sztereoizomerek - pl. a királis anyagok adott enantiomerjének - tiszta formában történő előállítására. Ezzel kapcsolatban több, egymással összefüggő területen folytattuk tevékenységünket. Új, magas enantiomer szelektivitású biotranszformációkat elsősorban lipáz-katalizált acilezési folyamatokkal végeztünk [13 publ.]. Az akirális kiindulási anyagból elvileg akár teljes mértékben enantiomer tiszta királis termékeket szolgáltató aszimmetrikus szintéziseket prokirális ketonok mikrobiális redukciója és prokirális illetve mezo vegyületek lipáz-katalizált acilezési reakcióival végeztünk [6 publ.]. A biotranszformációk során fontos szerepet játszik a biokatalizátor szelektivitása és stabilitása. Ez több úton is javítható: új enzimek keresésével [2 publ], vagy a már ismert enzimek tulajdonság-javulást eredményező rögzítésével [3 publ.]. Az enzimkatalizált folyamatok molekuláris szintű megismerése visszahat a szintetikus módszerekre, mivel így a biokatalítikus folyamatok fejlesztése mindinkább célzottá és tervezhetővé válik. Ezen ismeretek bővüléséhez az ammónia liáz (PAL/HAL/TAL) enzimek működésének molekuláris szintű tanulmányozásával járultunk hozzá [7 publ.]. Az enzimeken belüli számítások alkalmasnak bizonyultak lipázok sztereoszelektivitásának értelmezésére és így abszolút konfiguráció hozzárendelésre is [2 publ]. | In our days the economical synthesis of the biologically active compounds is one of the major challenges of chemistry. There is an ever increasing demand for syntheses of stereoisomers, most prominently a given enantiomer of a chiral compound. Our activities were related to this area. Novel enantiomer selective biotransformations were performed principally by lipase-catalyzed acylations [13 publ.]. Asymmetric syntheses which can provide theoretically full conversion of an achiral substrate to an enantiomerically pure chiral product were performed by microbial reductions of prochiral ketones or lipase-catalyzed acylation reactions of prochiral or meso compounds [6 publ.]. The selectivity and stability of the biocatalyst plays an essential role in biotransformations. These properties can be enhanced by screens for novel enzymes [2 publ] or by novel beneficial immobilization methods of known enzymes [3 publ.]. Elucidation of the enzyme-catalyzed processes at molecular level can have a positive feedback on the synthetic methods because designing of biocatalytic reactions can became more and more targeted and plannable. Pieces were adde to this puzzle by our studies of the reactions of ammonia-lyases (PAL/HAL/TAL) at molecular level [7 publ.]. The calculations within enzymes proved to be applicable for explanation of the stereoselectivities of lipases and thus absolute configuration assignment of the products [2 publ].