BIOTRANSZFORMÁLÁS
Szerves kémia biokatalizátorokkal
J szelektivitás
J kiralitás
J gazdaságosság
heterogén katalízis
immobilizálás
katalizátor újrahasznosítás
L fejlesztési költségek
Biokonverzió @ termék és szubsztrát hasonlít
Fermentáció @ termék és szubsztrát nagyon eltérõ
Ipari igény: b -laktám / szteroid származékok (1955-)
Fermentációs termékek:
Penicillin G
Penicillin V
6-amino penicillinsav (6-APA)
Biotranszformálás:
penicillin acilázzal (E. coli)
cefalosporinok
Szteroid biotranszformálás
-OH oxidálás a vázon
è kortizol, progeszteron
Gyakorlati (ipari) szempontok
ë egész sejt vs. izolált enzim
3 kezelési / izolálási költségek
3 szelektivitás
3 szerves oldószer tolerancia
3 kofaktor regenerálás
ë rekombináns biotechnológia
3 enzim tervezés
3 heterológ expresszió
3 túltermelõ törzsek
BIOTRASZFORMÁLÁS LIPÁZOKKAL
6 Észter hidrolízis
trigliceridek - nem vízoldékony
6 Nem nagyon szubsztrát-specifikus
de regio- és sztereo-specifikus
6 Határfelületi aktiválás
Sajt
zamatanyagok
“vajas”, “borsos” (tehén elõgyomor)
“zokni” (bárány gyomor)
Penicillium roquefortii
Mosószer
kumulatív hatás
Lipid módosítás
Enzim jellemzés
Tipusok:
emlõs hasnyálmirigy
gomba
bakteriális
(Pseudomonas, Staphylococcus)Általános jellemzõk
részlegesen tisztított és/vagy exoenzimet használ az ipar mert:
olcsó
stabil (Ca2+, cukrok)
Szerkezet - funkció
kb. 15 lipáz 3D szerkezet à konzervált, a ,b -hidrolázok
8 b -redõ, köztük a -helix
szerin eszterázok - Ser, His, Glu aktív centrum=a szerin proteázok tükörképe
tetõ
határfelületi aktiválás è hidrofób fázist szereti
szerkezeti zsebek
nagy, alkoholos csoportot köt
kicsi, savas csoportot köt
sztereoszelektivitást a kis zseb határozza meg
Oldószer hatások
hidrofób fázis lipázt aktivál
reverz micella immobilizálás
termék kinyerés nehézkes lehet
alacsonyabb hatásfok
kevésbé szetereoszelektív
>90% szerves oldószer
észterezés hidrolízis helyett ellentétes sztereoszelektivitással
“oldószer engineering” (enzim-enantiomer komplex szolvatáció ¹ )
kristályos enzim - könnyû kinyerni
lipidbe burkolt enzim gyorsabb
kovalens modifikálás
poláros oldószerben több víz kell
de: észterezéskor víz is keletkezik!
szuperkritikus folyadékok
sûrûség és oldószer » folyadék
viszkozitás » gáz
SCCO2 = 40 ° C, 150 bar
lipáz: aktív és sztereoszelektív
Haszosítások
Enantiomer szelektív reakciók
optimalizálás
izoenzimek zavarhatnak
termékgátlás: szelektivitás ê
reverzibilis reakció: szelektivitás ê
asszimetrikus szintézisek
Lipid módosítások
kakaóvaj helyettesítõk
az “igazi” 25-35 ° C olvad
utánzatok: pálmaolajból
C8-C10 trigliceridek
fogyasztószerek
mosószerek
BIOTRASZFORMÁLÁS ESZTERÁZOKKAL
Eszteráz: karbonsav észterek keletkezését és
hidrolízisét katalizálja