Dr. Jürgen Rabenhorst
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31.03.2006

In der 21monatigen Förderphase wurde die grundsätzlichen Machbarkeit der folgenden Forschungsansätze nachgewiesen: 1. Regioselektive Hydroxylierung an den lactonrelevanten C-Atomen in mittelkettigen und/oder langkettigen Fettsäuren. 2. Elektrochemische Kopplung von Fettsäure-hydroxylierenden Monooxygenasen P450 BM-3 an ein elektronenlieferndes elektrochemisches System. Im Vorhaben der Symrise GmbH wurden begleitenden Arbeiten durchgeführt, die sich über die Bereiche Analytik, Biotechnologie, Synthese und Sensorik erstreckten. Aus der vom ITB, Stuttgart erhaltenen Mischung von ?-1, ?-2, ?-3, ?-4 und ?-5-Hydroxylaurinsäuren wurden mit präparativer HPLC die ?-1, ?-2, ?-3-Hydroxylaurinsäuren isoliert. Die optische Aktivität wurde an einem "Chiralizer" bestimmt, der zuvor mit D- und L-Menthol kalibriert worden war. Für in-house Analysen zur Enzymaktivitätsbestimmung wurde das Surrogatsubstrat ?-p-Nitrophenoxydodecansäure synthetisiert, da es kommerziell nicht verfügbar ist. Außerdem wurden Synthesen zur Gewinnung von d-p-Nitrophenoxydodecan-säure, g-p-Nitrophenoxydodecansäure, d-p-Nitrophenoxydecansäure und g-p-Nitrophenoxydecansäure im Gramm-Maßstab durchgeführt, um das Screening am ITB Stuttgart zu unterstützen.

Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Herstellung von Riech- und Aromastoffen des Lacton-Typs aus Ölen vornehmlich einheimischer Nutzpflanzen mittels regio- und stereoselektiver enzymatischer Oxidation mittel- und langkettiger Fettsäuren. Im Rahmen der zunächst beantragten 18 Monate sollen molekularbiologisch neue Cytochrom P450-Varianten erzeugt werden, die die erwünschten Hydroxylierungen von Fettsäuren katalysieren können sowie neue Lipase-Varianten, die sich zur selektiven Abspaltung von seltenen Fettsäuren aus Triglyceriden eignen. Des weiteren wird angestrebt, die Machbarkeit einer in vitro Biokatalyse durch elektrochemische Kopplung der P450 Monooxygenasen aufzuzeigen. Das Enzym Design wird an der Universität Stuttgart, die Bioelektrokatalyse bei der DECHEMA e.V. und die Prüfung der technischen Umsetzbarkeit und die analytische und sensorische Begleitung bei der Symrise GmbH & Co. KG durchgeführt. Gegen Ende der 18 Monate werden die erzielten Ergebnisse kritisch evaluiert und über ein gemeinsames Folgeprojekt mit noch stärkerer industrieller Beteiligung entschieden. Dies soll ebenfalls beim BMVEL beantragt werden.