Interaktionen von Aminosäuren mit nicht-natürlichen polyphilen Substraten

Die Bindung von Enzymen an Substrate ist kein statisches Verfahren, wie das einfache Schlüssel-Schloss-Konzept nahelegt, sondern ein dynamischer Prozess, der immer wieder als „induzierte Anpassung“ bezeichnet wird und häufig amphiphile und weitere Wechselwirkungen nutzt.

Die unterschiedlichen nicht-kovalenten Interaktionen zwischen Aminosäuren und Substraten ermöglichen eine präzise Positionierung der Edukte im aktiven Zentrum eines Enzyms. Dies führt zu katalytischen Umwandlungen mit außergewöhnlicher Chemo-, Regio- und Stereoselektivität.

In dem Projekt wollen wir diese Eigenschaft für kontrollierte Radikalreaktionen in Enzymen nutzen, die in der Natur nicht vorkommen. Mithilfe der gerichteten Evolution wird den Enzymen beigebracht, die Philizität des Substrats zu „nutzen“, um diese neuartigen radikalischen Umlagerungen zu ermöglichen.

The interaction and binding of enzymes to substrates is not a static procedure as suggested by the simple key-lock concept, but a dynamic process repeatedly referred to as “induced fit” that often utilizes amphiphilic and more interactions.

The different interactions between amino acids and substrates are able to precisely position the educt molecules in the active site of an enzyme allowing catalytic conversions in exceptional chemo-, regio- and stereoselectivities. This is due to the precise non-covalent positioning.
In this project, we aim to use this feature for controlled radical reactions in enzymes, which have not been seen in nature. Using directed evolution, the enzymes are taught to “use” the philicities of the substrate to allow these novel radical rearrangements.