Blickpunkt Anorganik ‐ Spektroskopie: Licht ins Dunkel der Metalloenzyme

Die Natur hat metallbasierte Katalysatoren hervorgebracht, die Reaktionen in einer Weise beeinflussen, von der Synthesechemiker nur träumen können. Um diese Verbindungen als Inspiration zu nutzen, müssen die Prozesse in der Natur verstanden sein.

Die drei Dauerbrenner der bioanorganischen Forschung

Die Nitrogenase in stickstofffixierenden Bakterien katalysiert die Umwandlung von reaktionsträgem Stickstoff in Ammoniak – zwar mit hohem Energieaufwand (16 ATP), aber bei Raumtemperatur und Normaldruck. Das sind undenkbare Bedingungen für die Haber-Bosch-Synthese.¹⁾

Methanmonooxygenasen in methanabhängigen Bakterien katalysieren die Umsetzung von Methan und molekularem Sauerstoff zu Methanol. Ein solcher Prozess ist relevant für die Industrie, die Methanol derzeit aus Methan herstellt, und das bei hohen Energiekosten über Synthesegas. Eine direkte Oxidation ist schwierig und oft nicht selektiv, da die höheroxidierten Produkte stabiler sind als Methanol.²⁾

[FeFe]-Hydrogenasen kommen unter anderem in Grünalgen und Bakterien vor. Sie sind die effizientesten bekannten biologischen Katalysatoren, um Wasserstoff herzustellen, was sie für ern

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