Neues aus den VAAM-Fachgruppen

VAAM-Nachrichten
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B I O S P E K T R U M • 1. 0 1 • 7. J A H R G A N G
Neues aus den VAAM-Fachgruppen
Fachgruppe Biotransformationen
„Biologische Oxidationen“ – Tagungsbericht vom 5. Workshop
쑺 60 Teilnehmer kamen zum 5. Workshop
der Fachgruppe Biotransformation am 28.
und 29. September 2000 an der Universität
Konstanz. Gastgeber war Alasdair Cook
(Microbial Ecology, Universität Konstanz);
die wissenschaftliche Organisation lag bei
Bernhard Hauer (BASF AG) und Kurt Faber (Organische und Bioorganische Chemie,
Universität Graz). Der zusammen mit dem
österreichischem SFB Biokatalyse veranstaltete Workshop war nicht auf ein spezielles
Arbeitsgebiet fokussiert, doch zog sich das
Thema der enzymkatalysierten Oxidationsreaktionen durch die Mehrzahl der 14 Vorträge. Offensichtlich ist hier – auch von industrieller Seite – das Interesse im Moment
am größten.
Chantu Saha-Möller (Organische Chemie, Universität Würzburg) beschrieb die
Darstellung optisch aktiver oxyfunktioneller Substrate. Besonders interessant ist hier
der mögliche Einsatz von Peroxidasen, beispielsweise der Meerrettichperoxidase oder
der Peroxidase aus dem Pilz Coprinus cinereus. Betrachtet man diese Enzyme meist
wegen ihrer Fähigkeit zur Oxidation eines
breiten Spektrums verschiedener Substrate,
so sind sie auch in der Lage, eine Racematspaltung optisch aktiver Peroxide durchzuführen. Unterschiedliche Peroxidasen können dabei die entgegengesetzte Stereoselektivität aufweisen.
Glycolatoxidase kann für eine Racematspaltung von α-Hydroxycarbonsäuren eingesetzt werden. Nur eines der beiden Enantiomere wird zum entsprechenden Aldehyd
oxidiert, wobei als Nebenprodukt Wasserstoffperoxid entsteht, welches durch Katalase entfernt werden kann. Das Enzym ist
bei aliphatischen, nicht jedoch mit aromatischen α-Hydroxycarbonsäuren aktiv. Eine
weitere Möglichkeit zur Darstellung optisch
aktiver α-Hydroxycarbonsäuren ist die Oxidation von Fettsäuren durch α-Oxidase aus
dem Fettsäureabbau, beispielsweise von
Erbsenkeimlingen.
Bei einer Racematspaltung kann maximal eine Ausbeute von 50 Prozent ereicht
werden. Racemasen können die Ausbeute
steigern. Solche Enzyme sind allerdings
nicht leicht zu finden. So wurden von einer
japanischen Arbeitsgruppe bei einem Screening von 48.000 Stämmen auf N-Acetylaminosäure-Racemase-Aktivität nur 14 aktive
Stämme entdeckt.
Anne de Radt (TU Graz) berichtete vom
Einsatz von Schutzgruppen in der Biotransformation. Dieses Verfahren, über das kürzlich ein Artikel in „Angewandte Chemie Int.
Ed.“ erschienen ist, ermöglicht die Hydroxylierung von ansonsten nicht zugänglichen
Substraten. Zur Verfügung stehen Schutzgruppen für Carboxyl-, Aldehyd-, Keto- und
Alkohol-Gruppen. Neben der Schutzfunktion können chirale Schutzgruppen auch einen Einfluss auf die Stereoselektivität der
Reaktion haben.
Tobias Waage (TU Dresden) charakterisierte die Halogenasen aus der PyrolnitrinSynthese. Beide dort vorkommenden Halogenasen sind FADH2-abhängig. Vermutlich
ist das aktive Agens FADHOOH, wodurch
ein Epoxid gebildet wird.
Der Beitrag von Marina Vogel (Universität Leipzig) beschäftigte sich mit dem Einsatz von Cyclohexan-Monooxygenase in
Gegenwart organischer Lösungsmittel (geeignet sind polare organische Lösungsmittel (Aceton, Ethanol, Glycerol) in Konzentrationen von fünf bis zehn Prozent (v/v)).
Hierbei wurde insbesondere die Katalyse
der Bayer-Villiger-Reaktion betrachtet. Je
nach Substrat und Lösungsmittel wurden
enantioselektive Reaktionen mit ee-Werten
über 90 Prozent erreicht.
Einen interessanten Ansatz für die Etablierung einer Bibliothek von Monooxygenasen stellte Jan van Beilen (ETH Zürich)
vor. Ausgehend von der Sequenz einer Alkan-Monooxygenase wurden mit Hilfe von
PCR-Sonden mehrere Gene kloniert. Deren
funktionelle Analyse setzt eine heterologe
Expression voraus, für die verschiedene
Wirtsstämme mit Rubredoxin/RubredoxinReduktase zur Verfügung stehen.
Frank Hollman (ETH Zürich) stellte ein
außergewöhnliches Verfahren zur CofaktorRegenerierung vor, die elektrochemische
NADH-Regeneration. Es basiert auf einer
elektrochemischen Zelle mit KohlenstoffElektrode (E = -750 mV vs. Ag/AgCl-Elektrode) und Rhodiumbipyridinen als Mediatoren des Elektronentransfers. Kritisch sind
dabei die angelegte Spannung (NAD+-Inaktivierung an der Kathode) und die Sauerstoff-Konzentration. Sauerstoff ist Voraussetzung für die Monooxygenase-Reaktion,
scheint aber auch zur H2O2-Bildung und
damit der Inaktivierung der Rhodium-Komplexe zu führen. Bisher wurden 50 Prozent
der Ausbeuten einer entsprechenden Ganzzell-Biotransformation erreicht.
Zum Thema Monooxygenasen stellte
Sabine Lutz-Wahl (Universität Stuttgart) ein
Beispiel zur gerichteten Evolution dar. Als
Modell diente die P450-Monooxygenase aus
Bacillus megaterium, da das Enzym ein natürliches Fusionsprotein aus Reduktase und
Monooxygenase darstellt, in Escherichia coli
exprimierbar ist und sowohl Kristallstruktur
als auch das aktive Zentrum bekannt sind.
Die dargestellten Ergebnisse zeigten, dass
dieses Enzym auf Grund seiner geringen
Enantioselektivität vermutlich nur als Modellbeispiel dienen kann.
Für den Umsatz schlecht wasserlöslicher
Substrate können organische Lösungsmittel
erforderlich sein, die jedoch häufig die Aktivität der Enzyme herabsetzen oder vollständig hemmen. Eine Lösung für diese Problematik könnte die Immobilisierung der
Enzyme in Gelkugeln bieten, die in das
Lösungsmittel gegeben werden (Marion
Ansorge-Schumacher, RWTH Aachen). Diese Methode stellt ein Zweiphasensystem
dar, bei dem die Enzyme mit dem organischen Lösungsmittel nicht in Kontakt kommen. Als Lösungsmittel eignet sich beispielsweise Hexan, als Gel Alginat (plus
Tensid, um die Aggregation der Gelkugeln
zu vermeiden) oder Polyacrylamid.
Der Biotransformations-Workshops verdeutlichte die wachsende Bedeutung der
Redoxenzyme und die zunehmende Akzeptanz von Enzymen als Katalysatoren in der
organischen Synthese-Chemie. Dies wurde
auch durch die häufig Industrie-finanzierten
Forschungsarbeiten und den Anteil an Chemikern unter den Teilnehmern und Vortragenden belegt.
Das nächste Treffen der VAAM-Fachgruppe Biotransformation findet während
der VAAM-Frühjahrstagung in Oldenburg
statt. Hingewiesen werden soll an dieser
Stelle auch auf die BioTrans vom 3. bis 7.
September 2001 in Darmstadt (http://www.
biotrans.tu-darmstadt.de/).
Rainer Russ
Universität Kaiserslautern
LB Biotechnologie
Paul-Ehrlich-Straße 23
D- 67663 Kaiserslautern
eMail: [email protected]
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B I O S P E K T R U M • 1. 0 1 • 7. J A H R G A N G
쑺 Dr. Joachim Morschhäuser vom Zentrum
Prof. Dr. Riesenberg gestorben
쑺 Mit Erschütterung haben wir die Nachricht erhalten, dass am 28. August 2000 nach
kurzer, schwerer Krankheit Prof. Dr. Dieter
Riesenberg in Jena im Alter von
nur 48 Jahren gestorben ist.
Dieter Riesenberg, langjähriges Mitglied der VAAM, war
Leiter der Abteilung „Bioregulation“ am Hans-Knöll-Institut
für Naturstoffforschung und
seit 1994 Professor für Angewandte Mikrobiologie der
Friedrich-Schiller-Universität
in Jena. Er hat sich sehr erfolgreich mit der Produktbildung
bei Mikroorganismen beschäftigt und sich
insbesondere bei der Entwicklung und Optimierung biotechnischer Verfahren große
Verdienste erworben. In beispielhafter Weise hat gerade er es verstanden, Ergebnisse der Bakterienphysiologie mit der biotechnischen
Anwendung zu verknüpfen.
Sein Tod hinterlässt eine
schmerzliche Lücke in den Reihen
der VAAM-Mitglieder. Alle, die ihn
persönlich kannten, werden ihm ein
ehrendes Andenken bewahren.
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Michael Hecker
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Personalia 2000
1. Habilitationen
쑺 PD Dr. Winfried Hausner habilitierte sich
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im Januar 2000 an der Universität Kiel
(„Transkription in Archaea“).
Dr. Reinhard Rauhut habilitierte sich am
9. Februar 2000 an der Universität Gießen („Ribonuklease: Beiträge zum Verständnis ihrer Funktion und RNA-Protein-Wechselwirkungen in den drei taxonomischen Bereichen“).
Dr. Matthias Ullrich habilitierte sich am 9.
Februar 2000 an der Universität Marburg
(„Temperaturabhängige Expression von
Virulenzfaktoren in dem pflanzenpathogenen Bakterium Pseudomonas syringae“).
Dr. Andreas Brune habilitierte sich am 16.
Februar 2000 an der Universität Konstanz
(„Mikrobielle Ökologie des Termitendarms“).
Dr. Markus Pietzsch habilitierte sich am
3. März 2000 an der Universität Stuttgart
(„Enantioselektive Biotransformationen
zur Synthese von Molekülen mit zentraler, axialer und planarer Chiralität: Vom
Screening zur präparativen Synthese“).
Dr. Martin Loessner habilitierte sich am
2. Mai 2000 an der TU München („Bakteriophagen als molekulare Werkzeuge zur
Detektion, Analyse und Kontrolle von pathogenen Bakterien“).
Dr. Reiner Hedderich habilitierte sich am 17.
Mai 2000 an der Universität Marburg („Neuartige membrangebundene [NiFe]-Hydrogenasen in methanogenen Archaea“).
Dr. Arnulf Kletzin habilitierte sich am 26.
Juni 2000 an der TU Darmstadt („Oxidoreduktasen aus dem Energiestoffwechsel
extrem thermophiler und schwefelabhängiger Archaea“).
Dr. Anke Becker habilitierte sich am 28.
Juni 2000 an der Universität Bielefeld
(„Molekulargenetische Analyse der Biosyn-
these bakterieller Polysaccharide am Beispiel der Exopolysaccharide aus Sino-rhizobium meliloti und Xanthomonas campestris“).
쑺 Dr. Fritz Titgemeyer habilitierte sich am
19. Oktober 2000 an der Universität Osnabrück (kumulativ).
쑺 Herrn Dr. Eckhard Boles habilitierte sich am
21. Dezember 2000 an der Universität Düsseldorf („Regulation des Glukosetransportes
und des Glukosestoffwechsels in Hefen“).
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2. Ruf angenommen
쑺 Prof. Dr. Regine Kahmann wechselte zum
1. Januar 2000 von der LMU München an
das Max-Planck-Institut für terrestrische
Mikrobiologie in Marburg als Direktorin der
Abteilung „Organismische Interaktionen“.
쑺 Prof. Dr. Jörg Overmann von der Universität Oldenburg wurde zum 1. Oktober
2000 zum C3-Professor für Mikrobiologie
an der Universität München ernannt.
쑺 Prof. Dr. Ingo Autenrieth von der Universität München wurde Leiter des Lehrstuhls für Medizinische Mikrobiologie an
der Universität Tübingen.
3. Emeritierungen
쑺 Prof. Dr. Franz Fiedler von der Universi-
tät München wurde zum 30. September
2000 in den Ruhestand verabschiedet.
쑺 Prof. Dr. Hans Diekmann von der Universität Hannover wurde zum 30. September 2000 emeritiert; sein Nachfolger wird
im April 2001 Prof. Dr. Axel Brakhage von
der TU Darmstadt.
4. Wissenschaftliche Preise (sofern nicht
bereits in BIOspektrum gemeldet)
쑺 Dr. Karin Sauer von der Universität Mar-
burg, Trägerin des VAAM-Preises 2000,
erhielt die Otto-Hahn-Medaille 2000 der
Max-Planck-Gesellschaft.
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für Infektionsforschung der Universität
Würzburg erhielt auf der Jahrestagung im
März in München den Nachwuchspreis der
„Deutschen Gesellschaft für Hygiene und
Mikrobiologie“ (DGHM) für seine Arbeiten zur Pathogenität von Candida albicans.
Prof. Dr. Dieter Gallwitz, Direktor am
Max-Planck-Institut für biophysikalische
Chemie in Göttingen, wurde in Anerkennung für seine Arbeiten über den Spleißmechanismus von Ribonukleinsäure am
19. August 2000 zum Mitglieder der American Academy of Microbiology gewählt.
Prof. Dr. Heidrun Moll vom Institut für
Molekulare Infektionsbiologie der Universität Würzburg erhielt am 12. November
2000 den Siebold-Nagasaki-Medical-Award
der Nagasaki University Medical School.
Dr. Gottfried Schroll vom Max-NornGymnasium in Germering erhielt am 8.
Dezember 2000 den Lehrerpreis der Karl
Heinz Beckurts-Stiftung für die Anregungen seiner Schüler zu mikrobiologischen
Forschungsarbeiten.
Prof. Dr. Dieter Oesterhelt, Direktor am
Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried, wurde am 13. Dezember für seine
Arbeiten zum Bacteriorhodopsin mit dem
Werner-von-Siemens-Ring ausgezeichnet.
Prof. Dr. Dr. h.c. Hans Günter Schlegel wurde am 18. Dezember 2000 die Ehrenpromotion der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen-Technischen Fakultät der
Universität Halle-Wittenberg verliehen –
auf den Tag 50 Jahre nach seiner Promotion.
Stefan Graupner (Universität Oldenburg) und
Prof. Dr. Michael Lorenz von der Universität
Bremen erhielten diverse Preise für ihre Firmen-Ausgründung (Entwicklung und Vermarktung von Enzymen), darunter Platz 5 des
Gründerwettbewerbs „Science4Life“ (5.000
Mark) und je einen zweiten Platz der „promotion Weser-Ems“ (80.000 Mark) und des
Bremerhavener Gründerpreises.