Biohybridkatalysatoren für sequenzielle Eintopfsynthesen basierend auf einem engineerten Transmembranprotein

05.03.2019
  Dr. Daniel Sauer Urheberrecht: © BioVI Dr. Daniel Sauer

D. F. Sauer, Y. Qu, M. A. S. Mertens, J. Schiffels, T. Polen, U. Schwaneberg*, J. Okuda*, Catal. Sci. Tech. 2019, 9, 942-946. DOI: 10.1039/C8CY02236D

Kompartmentalisierung von organometallischen Katalysatoren wurde durch die Bildung ihrer jeweiligen Biohybridkatalysatoren basierend auf dem Transmembranprotein FhuA erreicht, um Reaktionskaskaden zu ermöglichen.

  Schema der Biohybridkatalysator-Reaktion als Eintopfsystem Urheberrecht: © Catal. Sci. Tech. Synthese von Bibenzylderivaten ausgehend von Styrolderivaten in einem Eintopfsystem

In dieser Publikation zeigen wir, dass die Einbettung von organometallischen Katalysatoren in Proteingerüste Kaskadenreaktionen im Eintopfverfahren ermöglicht, die durch einfaches Mischen der proteinfreien Katalysatoren nicht möglich wäre. Bibenzylderivate (1,2-Diphenylethanderivate), die wertvolle Komponenten in der Medikamentenentwicklung darstellen und als Bausteine für die Synthese von Naturstoffen verwendet wurden, sind ausgehend von Styrolderivaten synthetisiert worden. Im ersten Schritt wurde Olefin-Kreuzmetathese von Stryrolderivaten mithilfe eines Ru-basierten Grubbs-Hoveyda-Katalysators durchgeführt. Im nachfolgenden Schritt wurde die Hydrogenierung des Stilbenintermediates mittels eines Rh-Katalysators ermöglicht, ohne Stilben zuvor aufreinigen zu müssen. Diese Route war nicht durch einfaches Mischen der zwei organometallischen Katalysatoren in einem Topf möglich. Die Strategie, die organometallischen Katalysatoren mit Proteinen zu kompartmentalisieren, ist ein aussichtsreicher Ansatz und bietet die Möglichkeit die Reaktion homogen durchzuführen. Letzteres beseitigt Diffusionsbarrieren durch Massentransfer zwischen den Phasen. Diese Arbeit wurde in der Next Generation Biocatalysis Gruppe in Kooperation mit Professor Jun Okuda (Institut für Anorganische Chemie, RWTH Aachen University) durchgeführt. Die Studien wurden durch DFG und BMBF finanziell gefördert. Umicore, Frankfurt, wird für die großzügige Spende von Metallvorstufen gedankt.