Exploiting the catalytic power of enzymes for oxy- and amino-functionalization reactions

Duurzamere biokatalytische synthese van waardevolle voorlopers van farmaceutica en nutraceutica

Biokatalyse kan de uitdagingen van groene en duurzame chemische synthese effectief aanpakken. Eleonora Grandi gebruikte natieve en gemanipuleerde enzymen voor de stapsgewijze en meer duurzame biokatalytische synthese van waardevolle voorlopers van farmaceutica en nutraceutica, waaronder enantio-verrijkte epoxiden, vicinale triolen en aminozuren. Eerst werden een niet-natuurlijke aldolase en een niet-natuurlijke peroxygenase, beide in het laboratorium ontwikkeld uit het promiscue enzym 4-oxalocrotonaat tautomerase, gecombineerd om een tweestaps enzymatische cascade in één pot te ontwikkelen voor de bereiding van α,β-epoxy-aldehyden. De toevoeging van een specifiek geselecteerde natuurlijke epoxidehydrolase aan dezelfde pot leverde een korte route op naar enantio-verrijkte arylglycerolen uit eenvoudige, van biomassa afgeleide uitgangsmaterialen. Ten tweede genereerde de laboratoriumevolutie van het enzym ethyleendiamine-N,N'-dibarnsteenzuur lyase (EDDS lyase) een enzymvariant die een grote verbetering in activiteit liet zien, waardoor de effectieve en enantioselectieve synthese van complexe L-asparaginezuurderivaten, waardevolle voorlopers van de kunstmatige dipeptide-zoetstoffen neotaam en advantaam, nu biokatalytisch mogelijk is. Deze resultaten bieden nieuwe mogelijkheden om praktische multi-enzymatische processen te ontwikkelen voor de meer duurzame en stap-economische synthese van een belangrijke klasse van voedseladditieven. Ten slotte wordt onderzoek gepresenteerd naar de structuur, het mechanisme en de biokatalytische potentie van een nieuw ontdekte monooxygenase, genaamd Rhop3.

Proefschrift: https://hdl.handle.net/11370/98f1fd87-7bc9-4c9f-bbc2-f87b28e02a87