Wenn das Substrat sein Protein inhibiert

Hohe Konzentrationen an Acetaldehyd hemmen die Aldolase, das Enzym arbeitet nicht mehr. NMR-Spektroskopie, Röntgenstruktur und biochemische Analysen zeigen, wie es dazu kommt. Und sie offenbaren eine Lösung: Wird eine Aminosäure ausgetauscht, ist das Enzym stabil und agiert so, wie es soll.

C-C-Bindungen aufzubauen, ist eine der wichtigsten Reaktionen der organischen Synthese. Das Enzym 2-Desoxy-d-ribose-5-phosphat-Aldolase (Dera) ist dabei eine Alternative zu konventionellen Katalysatoren. Da Acetaldehyd als Donor dient, lassen sich in einer Domino-Aldolreaktion bis zu zwei neue stereogene Zentren aufbauen.

Dera ist temperaturempfindlich¹⁾ und hat kein enantiokomplementäres Enzym.^2,3) Beides schränkt seine Anwendung als Biokatalysator ein. Das Hauptproblem ist jedoch, dass die Dera gegenüber Acetaldehyd nur wenig stabil ist: Bei dem Versuch, Dera als Biokatalysator in ihrer nicht natürlichen Umgebung einzusetzen, also mit höheren Substratkonzentrationen als in der Zelle, sinkt die Aktivität bereits nach kurzer Zeit stark: bei 300 mmol·L^–1 nach drei Stunden auf etwa 10 Prozent.⁴⁾

Chemoenzymatische Aldolreaktionen

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