kinetik einer epoxidierung mittels silikonbeschichtetem novozym®435

2
Poster P7.01 Protease-katalysierte Synthese kurzkettiger Peptide Dipl.-Biol. M. Andre 1) (E-Mail: [email protected]), Prof. Dr. C. Syldatk 1) , Dr. J. Rudat 1) 1) Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik, Bereich II: Technische Biologie, Engler-Bunte Ring 1, D-76131 Karlsruhe, Germany DOI: 10.1002/cite.201050364 Mittlerweile können viele chemische Re- aktionen durch enzymatische Methoden ersetzt werden. Die gröûten Nachteile der chemischen Peptidsynthese liegen in der intensiven Schutzgruppenche- mie, der Verwendung organischer Lö- sungsmittel und dem Bedarf an enantio- merenreinen Substraten. Für einige Anwendungen besteht die Möglichkeit, die chemische Synthese durch eine en- zymatisch katalysierte Synthese zu er- setzen und die Nachteile so zu umge- hen. Häufig werden hierbei Proteasen eingesetzt, deren Reaktionsgleichge- wicht, das unter physiologischen Bedin- gungen auf Hydrolyseseite liegt, entwe- der thermodynamisch oder kinetisch auf die Seite der Synthese verschoben wird. Ein bekanntes Beispiel für eine industrielle Anwendung ist die Her- stellung von Aspartam TM , bei der die Metalloprotease aus Bacillus thermopro- teolyticus zur Eduktkopplung verwendet wird [1]. Die unterschiedlichen Charakteristika der Proteasen bezüglich Substratspezifi- tät, pH-Wert, Temperaturoptimum etc. sowie die unterschiedlichen Eigenschaf- ten der entstehenden Produkte stehen der Entwicklung einer generell anwend- baren Methode zur enzymatischen Pep- tidsynthese entgegen [2]. In dieser Ar- beit testen wir die Durchführbarkeit und Effizienz verschiedener Reaktions- strategien, wie z. B. die Synthese in so- genannten ¹frozen aqueous solutionsª oder ionischen Flüssigkeiten, für die Synthese kurzkettiger Peptide. [1] U. Eichhorn, J. Pept. Sci. 1997, 3 (4), 245. [2] F. Bordusa, Chem. Rev. 2002, 102, 4817. P7.02 Kinetik einer Epoxidierung mittels silikonbeschichtetem Novozym 435 M. Tech. S. Bhattacharya 1) (E-Mail: [email protected]), Prof. Dr.-Ing. A. Drews 2) , Prof. Dr.-Ing. M. Kraume 1) , Prof. Dr. M. B. Ansorge-Schumacher 3) 1) TU Berlin, FG Verfahrenstechnik, MA 5-7, Straûe des 17. Juni 135, D-10623 Berlin, Germany 2) HTW Berlin, FB II, Life Science Engineering, Wilhelminenhofstraûe 75A, D-12459 Berlin, Germany 3) TU Berlin, Fachgebiet Enzymtechnologie (TC4), Straûe des 17. Juni 124, D-10623 Berlin, Germany DOI: 10.1002/cite.201050540 Die enzymatische Epoxidierung mit In- situ-Bildung von Persäure ermöglicht im Vergleich zur chemischen Epoxidie- rung die Vermeidung von Nebenreaktio- nen und Umsatzverlusten. Sie wird effi- zient durch Novozym 435 katalysiert. In dieser Studie wurde die Reaktionski- netik der Epoxidierung von 1-Dodecen mittels silikonbeschichtetem und damit mechanisch stabilisiertem NZ435 unter- sucht (Abb.). In einer modifizierten Lewis-Zelle (10 mL) wurden die organische und wässri- ge Phase unabhängig voneinander und ohne Beeinflussung der Phasengrenz- fläche in Kontakt gebracht. NZ435 (No- vozymes A/S, Dänemark) wurde mit Si- likon beschichtet (50 Ma.-%) und in den Reaktor gegeben, wo es sich in der Pha- sengrenzfläche ansammelte. Die Reak- tionen wurden bis zu einem 10 %-igen Umsatz des 1-Dodecens durchgeführt. Die Konzentration des Produkts wurde mittels Gaschromatographie in Proben aus der organischen Phase bestimmt. Die Zeitkonstante der Reaktion wurde im Vergleich zu der des Stofftransports als wesentlich höher bestimmt. Demzu- folge ist der externe Stofftransport bei den gewählten Betriebsbedingungen für die Reaktion nicht limitierend. Weiter- hin ist die spezifische Oberflächendiffu- Abbildung. Chemisch-enzymatische Epoxidierung von 1-Dodecen mittels silikonbe- schichtetem Novozym 435. 7 Biotechnologie 1523 Chemie Ingenieur Technik Chemie Ingenieur Technik 2010, 82, No. 9 2010 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim www.cit-journal.de

Upload: s-bhattacharya

Post on 12-Jun-2016

217 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: Kinetik einer Epoxidierung mittels silikonbeschichtetem Novozym®435

������

���

��������� ����������� �������� ��� ������� ������������������ �� ������ ������� !�� ��������" �������# ���$� ��� %� ������ �# ��� &� '�����

���������� ��� � � ��� �������� ������ ��� � � ��� ���� ��� ������ � ����� ���� ��� ������ �������� ��������� ��� ��!�"#�$� �������� %����&

!'�� �()�((*+�� )*(�(,($#-

������������ �� ����� � ����� � ��������� ���� ��������� � ��� ���������� ������ ��� ����� ��� �������� � ����� � ��������� ��� ������ ��� ������� �� ���������� ����� ��� !������� ������� �� "����������� �� ��� #����$ � �������������� ��%������� &'� �����(������ %���� � ��� ����� ���� ��� � ����� � ��� ��� ���� ��� ���������� ������������ ��� ��� �� �������� �� ��� ��� ����� �� �� ����� �� )*�$�� ����� ���%�� ����������������� ���� ������������� ���

��� � ��� ���� � ���������� � #�������� ��$ )������������� ����� �������� � ����������� ���� ������� ��$ ��� ����� ��� ��� ��� ����� �%������ +� %������ #������� $'� �������������� (����� ��� ��� )���������� �� (�������,� %�� ��� ������������������ ��� �������� ��� �� �� ������� ��� +����������� ������������ -./�

��� ������ ������ � 0 ���������������� �������� %��'���� ��%����������$���*� �)�1��� ,���������������� ��������� ��� ������ ������ � +����� �$�

�� ��� ����� ��� �������� ��� ���� +�������� ���� ������� �����%��� ��� ��� ��� ��������� � ���������� ��� ������ -2/� 3 ������ (��%��� ����� ��� ��� ���� $' �%�������� +$$����� ����� ������ ������������������ ��� �� #� ��� ��� ��� � �������� 4$���� �5����� ��������6���� ����� � &�'��������� $'� ������ ��� ������������ ��������

-./ 7� +�� �� �� ���� ���� ���� � ��� 289�

-2/ &� #������ ��� ��� ���� ��� 8:.;�

���(

)����� ����� ���*�������� !������ ���� ��+��,��,�����!-�.���!/012�� 3�,�� �� ������,������ ������� ��+��!��"!���+�*����+���������# ���$� ����4��� �� ���5�(�# ���$� ����4��� �� )���!��#���$� ��� �� �� ���������,��!�,���1�

���. ������ /% 0������ ����� 12 ,�"� 3 ��4 �� �") 5��� �$,� !��(#*$ ������ %����&*�6�7 ������ /� ��� ��� 3���� ���������� 7���������� ��4 ",2� !��*-,8 ������ %����&$��. ������ /����� ��9&� ������� ��:-�� 3 ��4 �� �") 5��� �*-� !��(#*$ ������ %����&

!'�� �()�((*+�� )*(�(,(,-(

��� ��������� � +��<������� ��� 3������#����� �� ����*��� ������� ��� !������� ��� � ����� � +��<�������� ��� !�������� �� ��%���������� �� 7�������������� ��� ���� �$$������ ���� �������=8>9 ������������3 ������ ������ ����� ��� ��������������� ��� +��<������� �� .�������������� ������%��� �� ����� �� �������� ���� ���%���������� �?8>9 �������� � @(%%�A�

3 ���� ����$������� "�����?���� @.B�"A ����� ��� ������� � �� �*������� � ��� ��% *��� �������� ��� � #���$������ ��� � ��������$�*� � � C����� ��%��� �� �?8>9 @���������� (D� �*�����A ����� ��� ������� %��� �� ��� @9B ����EA �� � ��������� ����%� �� �� ��� � ��� � ��������$�*� � ���������� ��� ��������� ����� %�� �� ���� .B E����7����� ��� .�������� ���� ��$' ���

��� C��������� ��� �������� ������������ F��� ���������� �� � ���%���� ��� ������� � � ��� %��������

��� ?���������� ��� ������� ������� !������� �� ��� ��� ���$$���������

��� �������� �� %�������� ������$���� ��� ��� �<���� ���$$�������� %���� ���* ��� #�����%�%������� $'���� ������� �� � ����������� 1������ � ��� ��� �����$��� � G%��$�*� ���$$��

�++������� :������9&�� ��� �;�<������� =�� ��!���� �� �� ������������� � >�=�9&�?-$,)

� ������������ .92>%��!��4��������3�,���

������ ������� ������ ����� ��� ��� � � ���� ��������� ����� �� � ! ��� "��#� �������� $$$���%�&�����'�

Page 2: Kinetik einer Epoxidierung mittels silikonbeschichtetem Novozym®435

��� ������� �� ��� ��� ������������@��� &�*� ��� ���A �� ���� ��� ������$$�������� � �� �?8>9���������

��� ������������ �� � %���$����������� ��� ����� ����� ������� ���� ����������������� %�������� ��� ������

��� � ������� � ������ $'� ��� �������� ������������� � ������� ���� �������� ����������

���1

����!� �����������# ��������� ��.� ������������*������������ ���,,��# ���$� �� )���,����� ������� �� ���,����"+����,��5�����,�������# �� �� ��(�# ���$� �� �� &������(�

�� 7�6 2���� ��� �� ��� ��� �������� 7�������@� �� !�,*("- 2���� %����&*�.��=��� A %�������� %��� 2� ����� ��� �������� ������� $(� >��8",� >> 6���� � > ������

!'�� �()�((*+�� )*(�(,(*�8

0���� ��� �89B�����<������ ������� ��� ���� +���� $'� ��� (������ � ��� #���������� ��� �� #� ���)��������� � ����������� ������������������������ �� ��� � ��� "��� ��� �� ������������ 0�(���� ��� )��$� ��"�$���������$$ �������� �� ����<�������1�� ���� ����� ���� ��� � ���"�������� %��� ���%�� %���������� �89B�����<������ ��� � ��� �� !����"���@0H�.98A ����� ����� �������� ��� ,���������� ���������� ���������� ������� ������������� �� I�������� ���� ��� ����<������� ��������������� 7� ��� � � ���������������*���� +���� �� ������ � �� ��*��� �������� ���*��� �� �� ������������ ��%������������ ����� �����(����*�������� �� ������ ?�����

�����$������ ���� � ��������� � �����%�����%���� %�������� ��� �� ������ ��� ���������������*� ��� +���������� %���$������ ����� ����� �������� ������ ������� ������� �� ��� ��� ����� ������ ����� � #����������� ��� ����� ����� �������� ��$ � ��� (������*� �� ���������������*� �������� �� ��%�� ���� ��������� ������� ���*������ ��%����������$�����*� �� ����������*� �� !������� ���1�������+��� �����$������ ������ ����� �� #� ��� ������ �:8( �� � �� �� ��� "��� ������� �� ��������� �� ����<������ �* ��� ������������ * ��� � ���������%������ ��� ,���������� �� ���������� �� ��� ��� ���� ������� ��� ��� ����<�������� �������� ��������� ������

���0

6���� -���� 7 -��8���,�� ���!����$$� ���,� +�� ��������,��9!5������� .�� :����;������� �� ��,������� ������� +�,������"��,��!�����# ��� �� �� <� ���,�!����# �� ��� &� �,�������

��!�:6�12 )0)� �����7����������� � � � 2% ���=������ ����� ������6����2�� *,� !�#(-B# /������� +1���� %����&

!'�� �()�((*+�� )*(�(,(-$-

��� $'� �� � ������������� � ��$� ��$���� ���� ������ F��� ������������� � (��� ��� �� (��� ��� )�<��� )�<��� �� )�<��� ��� $'� ��� (������ �� ���� ���$$�������� �� ������#�������� ���������� !��$� �� ���)��������� �� ��'���� � 4�������6���%����� ������� ��� J�������� %���� �������� +���� "����<������ @"GKA �� )��������<���"���� @)�"A �$���� �������� ���������� ������ +���������������� ������������$��*��� 7� ��������%���� �� ���� � ����� )�$��

����� ��� %���� �$������ � +�����������*�� � "�����*����#������$��������� ���������� ��%�� $' ��� ����� +����� �� ���� ?���� ��� #������ ��� ����*�� �������� >@#A�)�<��� ���� �� �� 2@$A�)�<��� ������������� ��� ?��*����� ���� �� %���������� (���� %����� (��� ��� ���� (��� ����� ����������(������*�� ���)�$� �� �� ������� ��� (��� ������������� �� ��� 0������� +� ��� ���J����� ��� ���������*5�������� ���������� ���� ��� )�<���D)�<����!��� *���� ���� ��� !������� ���������

��� 0��������� ������� ���������������� C� ��� ���%����*� ��� #��������������� ������ ���%������ ����� %�������� &����*����#������$������� ���"GK� �� )�"��<���������� )�$������� ��� ������� ���������� ����� ����� ��� )��������� ��'���� �� 4��������6� ��� ���I��� ���� ��� ������ ���#��������������� $'� 1����� �$� ��(�%��� '%�� ��� (�%����������� �$������������� &���� �������������(�& ��!� ���� ��� ������ .9B:: � ���$������

�++������� ������� =�� �� �� ��� �� ��� �=� C� ��� =�� :DE�,-)

.928 � ������������

$$$���%�&�����'� � ���� ��������� ����� �� � ! ��� "��#� �������� ������ ������� ������ ����� ��� ��� �