Reaktionstechnische Untersuchungen zur präparativen enzymatischen 3-Fluorneuraminsäure und Glycolylneuraminsäure

Abstract

Fluorneuraminsäure <ul><li class="MsoNormal" style="mso-list: l1 level1 lfo18; tab-stops: list 36.0pt">Neu5Ac3F konnte erstmalig enzymatisch aus ManNAc und F-Pyr Aldolase-katalysiert hergestellt werden. </li> <li class="MsoNormal" style="mso-list: l1 level1 lfo18; tab-stops: list 36.0pt">Für diese Reaktion wurde ein kinetisches Modell aufgestellt, welches für die Simulation von Satzreaktoren genutzt wurde. </li> <li class="MsoNormal" style="mso-list: l1 level1 lfo18; tab-stops: list 36.0pt">In einem 6-fachen Repetitive-Batch konnte Neu5Ac3F mit einer Raum-Zeit-Ausbeute von 4,1 g/(l*d) hergestellt und in einer Menge von <b>2,55 g Neu5Ac3F_axial</b> und 150 mg Neu5Ac3F_equatorial isoliert werden. </li> <li class="MsoNormal" style="mso-list: l1 level1 lfo18; tab-stops: list 36.0pt">Elf weitere Zucker wurden nach diesem Schema zu fluorierten Neuraminsäurederivaten umgesetzt. 3F-KDN wurde im 500 mg Maßstab hergestellt. </li> <li class="MsoNormal" style="mso-list: l1 level1 lfo18; tab-stops: list 36.0pt">Es ist <b>erstmalig</b> gelungen, <b>3-[¹⁸F]Fluorneuraminsäure</b> darzustellen durch die Aldolase-katalysierte Reaktion im geträgerten System aus [¹⁸F]Fluorpyruvat und ManNAc. </li> <li class="MsoNormal" style="mso-list: l1 level1 lfo18; tab-stops: list 36.0pt">Neu5Ac3F_axial konnte <b>erstmalig</b> zu <b>CMP-Neu5Ac3F</b> umgesetzt werden mit einer RZA von 11,1 g/(l*d) und in einer Menge von <b>600 mg</b> isoliert werden. </li> <li class="MsoNormal" style="mso-list: l1 level1 lfo18; tab-stops: list 36.0pt">Die hier hergestellte Neu5Ac3F und CMP-Neu5Ac3F werden über Calbiochem vertrieben. </li> </ul> Glycolylneuraminsäure <ul><li class="MsoNormal" style="mso-list: l5 level1 lfo19; tab-stops: list 36.0pt">Es konnte erstmalig gezeigt werden, dass GlcNGc durch eine rekombinante <i>N</i>-Acetyl­glucosamin 2-Epimerase [E.C. 5.1.3.8] zu ManNGc epimerisiert wird. </li> <li class="MsoNormal" style="mso-list: l5 level1 lfo19; tab-stops: list 36.0pt">Die Epimerisierung von GlcNGc und die anschließende Aldolase-katalysierte Aldolkondensation mit Pyruvat wurde kinetisch charakterisiert. </li> <li class="MsoNormal" style="mso-list: l5 level1 lfo19; tab-stops: list 36.0pt">Für beide Enzymreaktionen wurde ein kinetisches Modell erstellt. </li> <li class="MsoNormal" style="mso-list: l5 level1 lfo19; tab-stops: list 36.0pt">Die kinetischen Modelle konnten durch Anpassung der Parameter an sechs Satzreaktorversuche zur Synthese von Neu5Gc aus GlcNGc und Pyruvat im Zwei-Enzym-System verifiziert werden. </li> <li class="MsoNormal" style="mso-list: l5 level1 lfo19; tab-stops: list 36.0pt">Aus einer präparativen Fed-Batch Synthese konnten nach Anionenchromatographie <b>5,7 g Neu5Gc</b> gewonnen werden </li> <li class="MsoNormal" style="mso-list: l5 level1 lfo19; tab-stops: list 36.0pt">Erstmalig konnte gezeigt werden, dass Neu5Gc durch eine Synthetase aus <i>E. coli</i> mit einer relativen Aktivität von 4% umgesetzt werden kann. </li> <li>Aus einer präparativen Synthese von <b>CMP-Neu5Gc</b> mit dieser Synthetase konnten <b>70 mg</b> Produkt isoliert werden. </li> </ul>