Új sztereoszelektív biokatalitikus folyamatok és biokatalizátorok
Title in English
Novel stereoselective biocatalytical processes and biocatalysts
Panel
Chemistry 2
Department or equivalent
Department of Organic Chemistry and Technology (Budapest University of Technology and Economics)
Participants
Bódai, Viktória Novák, Lajos Paizs, Csaba Pilbák, Sarolta Rétey, János Szakács, György Toke, Eniko Rita
Starting date
2005-01-01
Closing date
2009-12-31
Funding (in million HUF)
14.797
FTE (full time equivalent)
7.60
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
Napjainkban az egyik legnagyobb kémiai kihívás a biológiailag aktív anyagok gazdaságos szintézise. Egyre nagyobb az igény a sztereoizomerek - pl. a királis anyagok adott enantiomerjének – tiszta formában történő előállítására. Ezzel kapcsolatban több, egymással összefüggő területen folytattuk tevékenységünket.
Új, magas enantiomer szelektivitású biotranszformációkat elsősorban lipáz-katalizált acilezési folyamatokkal végeztünk [13 publ.].
Az akirális kiindulási anyagból elvileg akár teljes mértékben enantiomer tiszta királis termékeket szolgáltató aszimmetrikus szintéziseket prokirális ketonok mikrobiális redukciója és prokirális illetve mezo vegyületek lipáz-katalizált acilezési reakcióival végeztünk [6 publ.].
A biotranszformációk során fontos szerepet játszik a biokatalizátor szelektivitása és stabilitása. Ez több úton is javítható: új enzimek keresésével [2 publ], vagy a már ismert enzimek tulajdonság-javulást eredményező rögzítésével [3 publ.].
Az enzimkatalizált folyamatok molekuláris szintű megismerése visszahat a szintetikus módszerekre, mivel így a biokatalítikus folyamatok fejlesztése mindinkább célzottá és tervezhetővé válik. Ezen ismeretek bővüléséhez az ammónia liáz (PAL/HAL/TAL) enzimek működésének molekuláris szintű tanulmányozásával járultunk hozzá [7 publ.]. Az enzimeken belüli számítások alkalmasnak bizonyultak lipázok sztereoszelektivitásának értelmezésére és így abszolút konfiguráció hozzárendelésre is [2 publ].
Results in English
In our days the economical synthesis of the biologically active compounds is one of the major challenges of chemistry. There is an ever increasing demand for syntheses of stereoisomers, most prominently a given enantiomer of a chiral compound. Our activities were related to this area.
Novel enantiomer selective biotransformations were performed principally by lipase-catalyzed acylations [13 publ.].
Asymmetric syntheses which can provide theoretically full conversion of an achiral substrate to an enantiomerically pure chiral product were performed by microbial reductions of prochiral ketones or lipase-catalyzed acylation reactions of prochiral or meso compounds [6 publ.].
The selectivity and stability of the biocatalyst plays an essential role in biotransformations. These properties can be enhanced by screens for novel enzymes [2 publ] or by novel beneficial immobilization methods of known enzymes [3 publ.].
Elucidation of the enzyme-catalyzed processes at molecular level can have a positive feedback on the synthetic methods because designing of biocatalytic reactions can became more and more targeted and plannable. Pieces were adde to this puzzle by our studies of the reactions of ammonia-lyases (PAL/HAL/TAL) at molecular level [7 publ.]. The calculations within enzymes proved to be applicable for explanation of the stereoselectivities of lipases and thus absolute configuration assignment of the products [2 publ].
Tomin A; Boros Z; Szigeti M; Weiser D; Kovács P; Darvas F; Ürge L; Poppe L: Lipase-catalysed asymmetric acylation of prochiral 1,3-diols in continuous-flow bioreactors, BioTrans 2009, 2009 július 5-9., Bern, Svájc, 2009
Pilbák S; Holczinger A; Rétey J; Poppe, L: Mechanism and stability of tyrosine / phenylalanine ammonia-lyases, BioTrans 2009, 2009 július 5-9., Bern, Svájc, 2009
Tomin A; Weiser D; Bata Z; Corici L; Péter F; Poppe L: Entrapment of lipases in novel sol-gel systems, XV. Nemzetközi Vegyészkonferencia, 2009 november 12-15, Marosvásárhely, Románia (ISSN 1843-6293), 2009
Boros Z; Csajági C; Szatzker G; Szigeti M; Tomin A; Ürge L; Darvas F; Poppe L: Selective biotransformations in continuous flow reactors, XV. Nemzetközi Vegyészkonferencia, 2009 november 12-15, Marosvásárhely, Románia (ISSN 1843-6293), 2009
Pilbák S; Poppe, L: Absolute configuration assignment for lipases by QM/MM calculations, Molecular modeling in chemistry and biochemistry MolMod 2009, 2009 április 2-4, Kolozsvár, Románia, 2009
Seff AL; Pilbák S; Silaghi-Dumitrescu I; Poppe, L: Zinc-Containing Active Site in a Partially Modified 1GKM Crystal Structure of Histidine Ammonia-Lyase: A Computational Investigation, Molecular modeling in chemistry and biochemistry MolMod 2009, 2009 április 2-4, Kolozsvár, Románia, 2009
Tomin A; Hornyánszky G; Kupai K; Dorkó Z; Ürge L; Darvas F; Poppe L: Lipase-catalyzed kinetic resolution of 2-methylene-substituted cycloalkanols in batch and continuous-flow modes, Process Biochem 45: nyomdában, 2010
