Entwicklung und neue Anwendungen von künstlichen Metalloenzymen mit ganzen Zellen

11.11.2021
 

Malte Wittwer#, Ulrich Markel#, Johannes Schiffels, Jun Okuda, Daniel F. Sauer*, Ulrich Schwaneberg*, Nature Catalysis, 2021, 4, 814–827, DOI: 10.1038/s41929-021-00673-3

In diesem Review fassen wir die jüngsten Anwendungen von artifiziellen Metalloenzymen (ArMs) in Kombination mit ganzen Zellen zusammen und gehen auf Ansätze ein, ArMs in ganzen Zellen durch Protein Engineering Methoden maßzuschneidern.

Der Einbau von künstlichen Metall-Cofaktoren in Proteingerüste führt zu einer neuen Klasse von Katalysatoren, die als künstliche Metalloenzyme (ArMs) bezeichnet werden. Durch die Kombination von ArMs mit ganzen Zellen entstehen Ganzzellsysteme mit einem in der Natur nicht vorkommenden Reaktionsumfang. In diesem Review werden die jüngsten Erfolge von ArMs in Kombination mit ganzen Zellen in Anwendungsbereichen wie Biosensorik, Arzneimitteltherapie, synthetische Biologie und industrielle Mikrobiologie zusammengefasst. Wir gehen auch auf die Möglichkeiten ein, ArMs in ganze Zellen zu integrieren, um Methoden der gerichteten Evolution anzuwenden. Darüber hinaus gehen wir auf die Herausforderungen bei der Verwendung von ArMs in einem Ganzzellkontext ein, wie z. B. die Inaktivierung von Katalysatoren, und zeigen mögliche zukünftige Entwicklungen auf.

Zugang zu der Publikation finden Sie unter Publikationen und Patente und unter diesem Link.

Diese Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) durch die International Research Training Group ‘Selectivity in Chemo- and Biocatalysis’ (SeleCa) und das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) (FKZ: 031B0297) finanziell unterstützt.

  ArM-Engineering Übersicht © Springer Nature Limited
 
 

Abbildung. Das ArM-Engineering in ganzen Zellen ermöglicht die Anwendung von Methoden der gerichteten Evolution mit hohem Durchsatz und kann genutzt werden, um ArMs für spezifische Anwendungen in den Bereichen Arzneimitteltherapie, Biosensorik, synthetische Biologie und industrielle Mikrobiologie maßzuschneidern.