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Zwei katalytische Welten vereint
RUB-Forscher haben es geschafft, chemische und biologische Katalysatoren in einem einzigen System für einen gemeinsamen Zweck einzusetzen. Normalerweise brauchen sie sehr unterschiedliche Reaktionsbedingungen. Schlüssel zum Erfolg war eine spezielle Gelmatrix. So könnten sich die Vorteile beider Katalysatorarten in Zukunft verbinden lassen.
Das Team der Nachwuchsgruppe Mikrobielle Biotechnologie um Prof. Dr. Robert Kourist berichtet in der Zeitschrift „Angewandte Chemie“.
Vorteile von Enzym-Katalysatoren
„Enzyme als umweltfreundliche biologische Katalysatoren stehen mittlerweile im Fokus der modernen Synthesechemie“, sagt Robert Kourist. Der Grund: Sie operieren bei milden Reaktionsbedingungen und stellen nur das gewünschte Produkt und wenig Nebenprodukte her.
Es gibt jedoch eine Reihe von Reaktionen, für die bislang keine passenden Enzyme als Katalysatoren gefunden wurden. Daher sind derzeit auch noch chemische Katalysatoren im Einsatz. „Eine Kombination der klassischen Enzyme mit Bio-Katalysatoren ist ein Schritt hin zu umweltfreundlicheren chemischen Prozessen“, sagt Kourist. „Sie in derselben Reaktion zu verwenden ist aber eine Herausforderung.“ Denn sie benötigen unterschiedliche Reaktionsbedingungen, um zu funktionieren.
Unterschiedliche Reaktionsräume
Dr. Álvaro Gómez Baraibar und Dennis Reichert erzeugten daher getrennte Reaktionsräume mithilfe einer speziellen Gelmatrix. So können die Einzelreaktionen als Kaskade ablaufen, mit mehreren räumlich getrennten Schritten hintereinander.
Außerdem ist es bei diesem Verfahren nicht nötig, das gewünschte Produkt nach den einzelnen Zwischenschritten aufwendig zu isolieren und von Nebenprodukten zu reinigen, weil es direkt als Ausgangsstoff für den nächsten Schritt der Reaktion genutzt werden kann. „Das spart Zeit und Kosten“, erklärt Reichert.
19. Oktober 2016
09.29 Uhr