{"id":18292,"date":"2013-12-03T02:00:29","date_gmt":"2013-12-03T00:00:29","guid":{"rendered":"http:\/\/www.innovations-report.de\/html\/berichte\/biowissenschaften_chemie\/speisepilz_massgeschneiderten_biokatalysator_223409.html"},"modified":"2013-12-02T16:48:13","modified_gmt":"2013-12-02T14:48:13","slug":"vom-speisepilz-zum-masgeschneiderten-biokatalysator","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/vom-speisepilz-zum-masgeschneiderten-biokatalysator\/","title":{"rendered":"Vom Speisepilz zum ma\u00dfgeschneiderten Biokatalysator"},"content":{"rendered":"
\"Struktur
Struktur und Wirkungsweise von AaeAPO. Quelle: Eric Strittmatter<\/figcaption><\/figure>\n

Aromaten sind Kohlenwasserstoffe, die in der chemischen und pharmazeutischen Industrie jedes Jahr im Megatonnenma\u00dfstab eingesetzt werden. Prof. Dr. Dietmar A. Plattner, Dr. Klaus Piontek und Eric Strittmatter vom Institut f\u00fcr Organische Chemie der Universit\u00e4t Freiburg ist es nun gelungen, die Struktur eines Enzyms aufzukl\u00e4ren, das Aromaten selektiv nur mithilfe von Wasserstoffperoxid aktivieren kann. Die Struktur dient als Basis, um die Funktionsweise des Enzyms auf molekularer Ebene im Detail zu verstehen. In Zusammenarbeit mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern vom Internationalen Hochschulinstitut der Universit\u00e4t Dresden in Zittau und von der Hochschule Lausitz in Senftenberg hat das Team die Ergebnisse dieser Arbeiten jetzt in der Fachzeitschrift \u201eJournal of Biological Chemistry\u201c ver\u00f6ffentlicht. Die Forscher um Plattner hoffen, mit diesem Katalysatorsystem zuk\u00fcnftig eine Alternative zu den oft energie- und abfallintensiven Methoden der Industrie bereitzustellen.<\/p>\n

Das Enzym mit dem Namen AaeAPO geh\u00f6rt zur Gruppe der so genannten aromatischen Peroxygenasen, kurz APOs. Es wird aus dem bekannten Speise- und Kulturpilz Agrocybe aegerita<\/em>, dem S\u00fcdlichen Ackerling \u2013 auch Pioppino genannt \u2013 gewonnen. Die biologische Rolle des Enzyms ist noch nicht gekl\u00e4rt: Es dient vermutlich als eine Art \u201eextrazellul\u00e4re Leber\u201c des Pilzes und ist f\u00fcr den Abbau sch\u00e4dlicher Substanzen verantwortlich. AaeAPO kann beispielsweise krebserregende Aromaten wie Methylimidazol umsetzen und deren Giftigkeit und L\u00f6slichkeitseigenschaften nachhaltig ver\u00e4ndern.<\/p>\n

APOs wirken als Katalysatoren bei der chemischen Modifikation von Aromaten durch Wasserstoffperoxid, das hei\u00dft, sie machen diese chemische Reaktion m\u00f6glich. Wasserstoffperoxid, ein aus Alltagsanwendungen bekanntes Bleichmittel, ist g\u00fcnstig herstellbar. Das ist einer der Gr\u00fcnde daf\u00fcr, dass APOs attraktive Katalysatoren f\u00fcr schwierige chemische Synthesen sind. Zu ihren weiteren positiven Eigenschaften geh\u00f6ren hohe L\u00f6slichkeit sowie die Stabilit\u00e4t bei verschiedenen pH- und Temperaturwerten. Zus\u00e4tzlich weisen APOs einen hohen Grad an Selektivit\u00e4t auf, was bedeutet, dass sie Sauerstoffatome aus Wasserstoffperoxid an genau definierten Stellen im Molek\u00fcl einbauen. Dabei sind sie den industriell eingesetzten Cytochrom-P450-Monooxygenasen deutlich \u00fcberlegen. Diese verlieren au\u00dferdem als Katalysatoren schneller ihre Enzymaktivit\u00e4t als APOs und funktionieren nur in zellul\u00e4rer Umgebung, was ihre industrielle Anwendung erschwert.<\/p>\n

Die Arbeitsweise von AaeAPO h\u00e4ngt unmittelbar mit seiner Struktur zusammen: Das Enzym besitzt eine f\u00fcr aromatische Substrate, also von AaeAPO umsetzbare Verbindungen, passende Bindungstasche, die nach dem Prinzip eines Spannrings die Substratmolek\u00fcle fixiert. Dadurch kann ein in das Enzym eingebettetes H\u00e4m-Molek\u00fcl, bekannt aus dem roten Blutfarbstoff, ein Sauerstoffatom auf den Aromaten \u00fcbertragen. Dieser Vorgang l\u00e4uft in w\u00e4ssriger Umgebung und bereits bei Raumtemperatur effizient ab, also unter Bedingungen, bei denen die enzymfreie Reaktion niemals stattfindet. Durch gezielte Modifikation der Bindungstasche k\u00f6nnen zuk\u00fcnftig die katalytischen Eigenschaften des Enzyms ver\u00e4ndert werden, um zum Beispiel das Substratspektrum zu variieren. AaeAPO wird so zum Prototyp einer ganzen Familie ma\u00dfgeschneiderter Biokatalysatoren, die auf verschiedenen Gebieten eingesetzt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n

Weitere Informationen:<\/h3>\n

bioindustrie2021.eu
\n<\/a>www.biorenew.org<\/a><\/p>\n

Originalver\u00f6ffentlichung:<\/h3>\n

Klaus Piontek, Eric Strittmatter, Ren\u00e9 Ullrich, Glenn Gr\u00f6be, Marek J. Pecyna, Martin Kluge, Katrin Scheibner, Martin Hofrichter und Dietmar A. Plattner (2013). Structural Basis of Substrate Conversion in a New Aromatic Peroxygenase: P450 Functionality with Benefits. Journal of Biological Chemistry 288 (48). www.jbc.org\/content\/early\/2013\/10\/14\/jbc.M113.514521<\/p>\n

Kontakte<\/h3>\n

Prof. Dr. Dietmar A. Plattner
\nInstitut f\u00fcr Organische Chemie
\nAlbert-Ludwigs-Universit\u00e4t Freiburg
\nTel.: 0761\/203- 6013
\nFax: 0761\/203- 8714
\nE-Mail: dietmar.plattner@chemie.uni-freiburg.de<\/a><\/p>\n

Dr. Klaus Piontek
\nInstitut f\u00fcr Organische Chemie
\nAlbert-Ludwigs-Universit\u00e4t Freiburg
\nTel.: 0761\/203- 6036
\nE-Mail: klaus.piontek@ocbc.uni-freiburg.de<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

[Biowissenschaften Chemie] Aromaten sind Kohlenwasserstoffe, die in der chemischen und pharmazeutisc…<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[],"supplier":[828,408,409],"class_list":["post-18292","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","supplier-fachhochschule-lausitz","supplier-technische-universitaet-tu-dresden","supplier-universitaet-freiburg"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/18292","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=18292"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/18292\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=18292"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=18292"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=18292"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=18292"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}