Novel stereoselective biocatalytical processes and biocatalysts  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
48854
Type K
Principal investigator Poppe, László
Title in Hungarian 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].
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=48854
Decision
Yes





 

List of publications

 
Poppe L; Rétey J: Friedel-Crafts like attack facilitates the enzymic ammonia elimination from histidine and phenylalanine, Angew Chem, Int Ed Engl 44: 3668-3688, 2005
Péter F; Poppe L; Kiss C; Szőcs-Bíró E; Preda G; Zarcula C; Olteanu A: Influence of precursors and additives on microbial lipases stabilized by sol-gel entrapment, Biocatal Biotrans 23: 251-260, 2005
Kmecz I; Simándi B; Poppe L; Juvancz Z; Renner K; Bódai V; Tőke ER; Csajági C; Sawinsky J: Lipase-catalyzed Enantioselective Acylation of 3-Benzyloxypropane-1,2-diol in Supercritical Carbon Dioxide, Biochem Eng J 28: 275-280, 2006
Poppe L; Tomin A; Boros Z; Varga E; Ürge L; Darvas F: Új dinamikus kinetikus reszolválási eljárás, Magy Szab Bej P0900720, 2009
Nagy V; Tőke ER; Chee Keong L; Szatzker G; Ibrahim D; Che-Omar I; Szakács G; Poppe L: Kinetic resolutions with novel, highly enantioselective fungal lipases produced by solid state fermentation, J Mol Catal B, Enzym 39: 141-148, 2006
Pilbák S; Tomin A; Rétey J; Poppe L: The essential Tyr-containing loop conformation and the role of the C-terminal multihelix region in eukaryotic phenylalanine ammonia-lyases, FEBS J 273(5): 1004-1019, 2006
Erdélyi B; Szabó A; Seres G; Birincsik L; Ivanics J; Szatzker G; Poppe L: Stereoselective production of (S)-1-aralkyl- and 1-arylethanols by freshly harvested and lyophilized yeast cells, Tetrahedron: Asymmetry 17: 268-274, 2006
Tőke ER; Kolonits P; Novák L; Poppe L: Lipase mediated enantiomer and diastereomer separation of 2,2'-[1,2- and 1,3-phenylenebis(oxy)]dicyclohexanols, Tetrahedron: Asymmetry 17: 2377-2385, 2006
Dianóczki C; Recseg K; Kővári K; Poppe L: Convenient enzymatic preparation of conjugated linoleic acid alkyl esters with C6-C22 alcohols, J Mol Catal B, Enzym 45: 45-49, 2007
Faigl F; Thurner A; Farkas F; Battancs M; Poppe L: Synthesis and enantioselective rearrangement of (Z)-4-triphenylmethoxy-2,3-epoxybutan-1-ol enantiomers, Chirality 19(3): 197-202, 2007
Tőke ER; Nagy V; Recseg K; Szakács G; Poppe L: Production and application of novel sterol esterases from Aspergillus strains by solid state fermentation,, J Am Oil Chem Soc 84: 907-915, 2007
Péter F; Zarcula C; Kiss C; Csunderlik K; Poppe L: Enhancement of lipases enantioselectivity by entrapment in hydrophobic sol-gel materials: Influence of silane precursors and immobilization parameters, J Biotechnol 131S: 109, 2007
Szigeti M; Tőke ER; Turóczi MC; Nagy V; Szakács G; Poppe L: Lipase-catalyzed kinetic resolution of 4-aryl- and 4-heteroarylbut-3-en-2-ols, ARKIVOC (III): 54-65, 2008
Csajági C; Szatzker G; Tőke ER; Ürge L; Darvas F; Poppe L: Enantiomer selective acylation of racemic alcohols by lipases in continuous-flow bioreactors, Tetrahedron:Asymmetry 19: 237-246, 2008
Toşa M; Pilbák S; Moldovan P; Paizs C; Szatzker G; Szakács G; Novák L; Irimie FD; Poppe L: Lipase-catalyzed kinetic resolution of racemic 1-heteroarylethanols—experimental and QM/MM study, Tetrahedron:Asymmetry 19: 1844-1052, 2008
Csajági C; Szatzker G; Szigeti M; Tomin A; Tőke ER; Pilbák S; Ürge L; Darvas F; Poppe L: Selective biotransformations in continuos flow reactors, 4th Central European Conference: Chemistry towards Biology, 2008 szeptember 8-11., Dobogókő, Magyarország, 2008
Csajági C; Szatzker G; Szigeti M; Tomin A; Tőke ER; Pilbák S; Ürge L; Darvas F; Poppe L: Selective biotransformations in continuos flow reactors, BioCat 2008, 2008 augusztus 31-szeptember 4, Hamburg, Németország., 2008
Seff AL; Pilbak S; Poppe L: Ligand docking and systematic conformational analysis in loop modified parsley phenylalanine ammonia-lyase structure, Stud Univ Babes-Bolyai Chem 53(2): 67-71, 2008
Poppe L; Pilbák S; Paizs C; Rétey J: Mechanistic aspects and biocatalytic implications of the MIO-containing ammonia-lyase aminomutase family, Stud Univ Babes-Bolyai Chem 53(2): 15-19, 2008
Faigl F; Thurner A; Battancs M; Farkas F; Poppe L; Bódai V; Kmecz I; Simándi B: Efficient, scalable kinetic resolution of cis-4-benzyloxy-2,3-epoxybutanol, Tetrahedron: Asymmetry 16: 3841-3847, 2005
Tomin A; Dorkó Z; Hornyánszky G; Weiser D; Darvas F; Ürge L; Poppe L: Lipase-catalysed kinetic resolution of cyclic secondary alcohols in continuous-flow bioreactors, BioTrans 2009, 2009 július 5-9., Bern, Svájc, 2009
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




Back »