Die Oxydoreduktase aus Mucor Javanicus als Dihydroxyaceton

Diss. Nr. 5284
Die
Oxydoreduktase
aus
Mucor Javanicus
und ihre Identifikation
als
Dihydroxyaceton-Reduktase
ABHANDLUNG
Erlangung
zur
des Titels eines Doktors der Naturwissenschaften
der
EIDGENÖSSISCHEN TECHNISCHEN
ZÜRICH
vorgelegt
von
ERICH HOCHULI
dipl. Naturwissenschafter
geboren
von
am
25. November 1947
Reitnau
(Kt. Aargau)
Angenommen auf Antrag
Prof. Dr. V.
PD Dr. H.
ETH
Prelog,
von
Referent
Dutler, Korreferent
Juris Druck +
Verlag Zürich
1974
HOCHSCHULE
-66-
3.
ZUSAMMENFASSUNG.
a)
Auf
folgender experimenteller Ergebnisse
Grund
Oxydoreduktase
Aus
Mycel
dem
isolieren und als
Bei
zwei
durch
nase
b)
allen
als
Glycerin wird
(Glycerin
aerogenes
untersuchten
durch
die
katalysiert werden,
Substraten
ton-Reduktase
schnellsten
wurden
die
verschiedenen offenkettigen
und
cycli-
Alkoholen
eine
natürlichen
am
wesentliche
bewirken.
flussen
der
Verringerung
von
Substraten,
rechts
schen
und
nach
oben
Verringerung
(Dihydroxyaceton
der
bzw.
der
in
zeigen,
liegen
der
kommen.
Glycerin)
Substrate
beein¬
Natur
nachdem
Substrate, relativ
der
zu
in welche
zu
Hydrophobe
den
sind,
Reaktivität.
führen
zu
einer
rea¬
Teile
Diamantgitter-Darstellung
orientiert
der
Reaktivität
unterschiedlich, je
im Räume
welche
Resultate
Aenderungen hydrophober
Reaktivität
Atome
Die
Mi¬
Hydroxylgruppen durch Wasserstoff¬
Lage die hydrophoben Teile
gierenden
bestimmt.
Substrat
Strukturelle
die
Dihydroxyace-
der
und
von
Substitution
dass
Geschwindigkeit
schen
und
zeigt,
umgesetzt.
die maximale
chaelis-Konstante
Ketonen
sowohl
Dihydroxyaceton
werden
Untersuchung der Substrat-Spezifizität
am
Reduk¬
der
welche
Substrat-Spezifizität aufweisen.
Zur
atome
den
von
Glycerin-Dehydroge-
Glycerin
die
zu
Dihydroxy¬
und
Substraten,
und
dass
dessen
identifizieren.
von
von
auch
ähnliche
eine
Enzyme
Von
Substrat,
Geschwindigkeiten
einer Reihe
Aerobacter
aus
zu
Produkten
relativen
der
Mucor-Enzym
das
beide
4.
Dihydroxyaceton
Oxydation
und
ein
es
Dihydroxyaceton gebildet.
nur
Vergleich
Der
Dihydroxyaceton-Re-
Enzym sehr schnell katalysiert wird,
theoretisch möglichen
tion
gelang
enzymatischen Oxydation
der
aceton)
3.
Pilzes
des
Reduktion durch das
2.
als
die
charakterisiert werden:
duktase
1.
javanicus
Mucor
aus
konnte
nach
drasti¬
-67-
c)
Zur
Untersuchung
der
Produkt-Stereospezifizität
2-Aethyl-cyclohexanon
hexanon,
Hexanon-(2),
Alle
0ctanon-(2)
indem
reospezifisch,
neu
und
nur
Butanon-(2),
Mucor-
Pentanon-(2),
in präparativem Massstab
verlaufen bis
Umsetzungen
des
trans-Dekalon-(l), 2-Methyl-cyclo-
Enzymes wurden racemisches
auf
zwei
Produkte mit
reduziert.
Ausnahmen
streng
(R)-Konfiguration
Chiralitätszentrum gebildet werden.
entstandenen
Butanon-(2),
nahmen betreffen
reduziert wird und
tiomere bevorzugt
welches
nicht
2-Methyl-cyclohexanon
am
Die Aus¬
stereospezifisch
bei
dem
das
(lS,2R)-2-Methylcyclohexanol
zum
ste¬
(2R)-Enan-
reduziert
wird.
d)
Auf
Grund
Spezifizität
der
möglich
de
es
zu
erhalten.
Auskunft
Es
in der aktiven
nen
bestimmend
der
die
Topographie
wird angenommen,
Stelle
sind.
fizitäts-Unterschiede
und
Dihydroxyaceton-Reduktase
der
über
für
den
lassen
wur¬
aktiven Stelle
hydrophile Gruppen
Verlauf
der
sich damit
Reaktio¬
die
Spezi-
zwischen der Dihydroxyaceton-Reduktase
Alkohol-Dehydrogenase
aus
zwei
sterischen
Insbesondere
Schweineleber
Pferdeleber
aus
toacylenzym-Reduktase-Komponente
plexes
dass
der
des
erklären,
sowie
welche
bei
ß-Ke-
einer ähnlichen
Substrat-Spezifizität eine wesentlich geringere
reospezifizität aufweisen.
der
Fettsäuresynthetase-Kom-
Produkt-Ste¬
-68-
4.
ABSTRACT.
oxidoreductase
The
from
javanicus
Mucor
dihydroxyacetone-reductase.
a
has
zyme
been
droxyacetone.
oxidation
and
that
cates,
values
comparison
for
both
several
have
of
been
on
of
2-butanone
the
2-butanone
of
racemic
new
a
on
with
was
a
that
aerogenes
the
k
.
and
m
Mucor-enzyme.
the
2-alkylcyclohexanones
With
all
only products with
were
K
cat
preparative scale.
was
indi¬
substrate-specificity.
investigated by performing
centre
mixture
reduction
catalyzed by the Mucor-en-
substrates
the
en¬
dihy-
be
to
of
rates
Aerobacter
similar
a
shown
as
this
of
substrate
2-methyl-cyclohexanone
in
assymetric
racemic
from
identified
been
and
relative
trans-decal-1-one,
and
stereospecific,
at
mycelium
the
cyclic
and
determined
methylalkylketones
were
on
of
natural
substrates
Product-stereospecificity
reduction
and
The
the
have
enzymes
open-chain
several
For
A
from
glycerol-dehydrogenase
and
zyme
isolated
has
obtaind.
obtained,
the
the
excepti¬
reactions
(Reconfigurati¬
of
In
the
case
while
the
reduction
2-methyl-cyclohexanone give preferencially
(lS,2R)-2-methyl-
cyclohexanol.
On
del
the
of
basis
the
of
active
the
specificity exhibited by
site
is
proposed.
the
enzyme,
a
mo¬