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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-47148
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/4714/


Dresen, Carola Maria

Alpha,beta-Ungesättigte Carbonyle als Substrate für asymmetrische C-C-Additionen mit Thiamindiphosphat (ThDP)-abhängigen Enzymen

Alpha,beta-nnsaturated carbonyles as substrates for asymmetric C-C additions with thiamindiphosphate (ThDP)-dependent enzymes

Dokument1.pdf (5.104 KB) (md5sum: 05c55dec03ab7f022838d85eeb1cb4b9)

Kurzfassung in Deutsch

Für die Entwicklung biologisch aktiver Substanzen ist die asymmetrische Synthese von großer Bedeutung. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass die Enzyme Benzaldehydelyase (BAL) aus Pseudomonas fluorescens, Benzoylformat Decarboxylase (BFD) aus Pseudomonas putida, verschiedene Pyruvatdecarboxylasen (PDC) und PigD aus Serratia marcescens unterschiedliche Möglichkeiten (A, C, D) der asymmetrischen C C-Addition von α,β-ungesättigten Carbonylen mit aliphatischen und aromatischen Carbonylverbindungen bieten.
Es wurden sowohl Substrate für PigD - α,β-ungesättigte Carbonyle - als auch Referenzen für die asymmetrischen C C-Additionen mit BAL, BFD, PDC und PigD - ein racemisches Hydroxyketon und racemische beziehungsweise Enantiomeren-angereicherte 1,4-Diketone - synthetisiert.
Das Gen pigD wurde für Expression und Proteinreinigung in einen Expressionsvektor insertiert, um systematische Studien in der Biokatalyse zu betreiben. Für den ersten Schritt des Biosyntheseweges von Prodigiosin aus Serratia marcescens wird hier ein Coenzym A Thioester als Substrat postuliert.
Die Strukturen der enzymatisch und chemisch synthetisierten Verbindungen wurden mittels GC-MS, GC an chiraler Phase, HPLC-DAD beziehungsweise HPLC-MS-MS an chiraler Phase, NMR, Kristallstrukturanalyse und CD-Spektroskopie aufgeklärt und ihre absolute Konfiguration bestimmt.
Durch die Wahl der entsprechenden Enzyme in Kombination mit den geeigneten Substraten werden hier selektive 1,2-Reaktivitäten für je ein einzelnes Isomer (A) mit bis zu >98% ee erhalten. Dies lässt sich gezielt beeinflussen, denn mittels Variation der Enzyme oder Substrate werden die regioisomeren Hydroxyenone (C) mit bis zu >99% ee gewonnen. Mit dem Enzym PigD aus Serratia marcescens wird in dieser Arbeit selektive 1,4 Reaktivität (D) mit >99% ee erzielt und somit das erste Beispiel einer katalytischen asymmetrischen Stetter-Reaktion beschrieben.


Kurzfassung in Englisch

The asymmetric synthesis is of great importance for the development of biological active compounds. This work shows, that the enzymes benzaldehyde lyase (BAL) from Pseudomonas fluorescens, benzoylformiate decarboxylase (BFD) from Pseudomonas putida, different pyruvate decarboxylases (PDC) and PigD from Serratia marcescens provide different possibilities of asymmetric C-C additions (A, C, D) of α,β-unsaturated with aliphatic and aromatic carbonyls.
Substrates for PigD - α,β-unsaturated cabonyls - as well as references for the asymmetric C C additions with BAL, BFD, PDC and PigD - a racemic hydroxyketone and racemic as well as enantiomeric enriched 1,4-diketones - were synthesised.
For systematic studies on the isolated enzyme in biocatalysis the gene pigD was engineered for expression and protein purification. For the first step of the Prodigiosin biosynthesis pathway in Serratia marcescens a coenzyme A thioester as substrate is postulated, based on these studies.
Structure elucidation of the enzymatically and chemically synthesised products was carried out by GC-MS, chiral phase GC, chirale phase HPLC-DAD and LC-MS-MS, NMR, single crystal X-ray analysis and CD-spectroscopy.
Selective 1,2 reactivity, for one single isomer (A) was achieved with up to >98% ee, by choosing the suitable enzyme in combination with the appropriate substrates. By varying en-zymes and/ or substrates the regioisomeric hydroxyenones C with up to >99% ee can be ob-tained. With the enzyme PigD from Serratia marcescens selective 1,4-reactivity (D) with >99% ee is gained and therefore the first example of a catalytical asymmetric Stetter reaction is described.


SWD-Schlagwörter: Biokatalyse , Stereochemie , Additionsreaktion , Stetter-Reaktion , Asymmetrie , Enzymkatalyse , Thiamindiphosphat
Freie Schlagwörter (deutsch): Carboligation , 1,4-Addition
Freie Schlagwörter (englisch): biocatalysts , stereochemistry , Stetter reaction , carboligation
Institut: Institut für Pharmazeutische Wissenschaften
Fakultät: Fakultät für Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften
DDC-Sachgruppe: Chemie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Müller, Michael (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 26.02.2008
Erstellungsjahr: 2008
Publikationsdatum: 30.06.2008
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