Authors
Erna Zukic, M.Sc. (acib GmbH ), Dániel Mokos (Universität Graz), Melanie Weber (Universität Graz), Niklas Stix (Universität Graz), Prof. Dr. Klaus Ditrich (BASF SE), Valerio Ferrario (University of the study of Trieste), Henrik Müller (BASF SE), Dr. Christian Willrodt (BASF SE), Univ.-Prof. Mag. Dr.rer.nat. Karl Gruber (Universität Graz), Dr.techn. Bastian DANIEL, BSc. MSc. (Universität Graz) and Prof. Dr. Wolfgang Kroutil (Universität Graz)
Amide sind chemische Verbindungen, die in vielen Medikamenten vorkommen. Ihre Herstellung ist oft kompliziert, benötigt spezielle Aktivierungsstoffe und organische Lösungsmittel, was zu Abfallprodukten führt. Forscher der acib GmbH und der Universität Graz haben nun einen Weg gefunden, diese wichtigen Moleküle umweltfreundlicher und effizienter herzustellen – mithilfe eines Enzyms direkt in Wasser.
Im Zentrum dieser Forschung steht ein Enzym namens SpL, eine Lipase aus dem Bakterium Sphingomonas. Dieses biologische Werkzeug kann sogenannte heteroaromatische Ester (komplexe Ausgangsstoffe) mit verschiedenen Aminen zu den gewünschten Amiden verbinden. Das Besondere: Die Reaktion findet in einer einfachen Pufferlösung bei milden 30°C statt, ganz ohne schädliche Lösungsmittel. Dabei ist das Enzym sehr effektiv und selektiv: Es bevorzugt das Amin als Reaktionspartner gegenüber dem überall vorhandenen Wasser. In vielen Fällen läuft die Reaktion sehr schnell ab (Minuten bis Stunden) und liefert hohe Ausbeuten des Zielprodukts (bis zu 99%).
Strukturanalysen zeigten, warum SpL so gut funktioniert: Es besitzt nicht nur das übliche katalytische Zentrum, sondern auch eine zusätzliche Aspartat-Einheit, die entscheidend für die Amidbildung ist. Zudem verfügt das Enzym über zwei getrennte Zugangstunnel zum aktiven Zentrum – einen für den Ester, einen für das Amin. Das erlaubt die Verarbeitung auch größerer Moleküle.
Dieser enzymatische Ansatz stellt eine nachhaltige Alternative zur chemischen Synthese dar. Er vermeidet Abfall und toxische Substanzen, steigert die Effizienz und könnte industrielle Prozesse, insbesondere in der Pharmaindustrie, deutlich umweltfreundlicher gestalten.