Metallhybridenzyme zur Katalyse von Click-Chemie-Reaktionen

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Es sollen chemisch-modifizierte Hybridenzyme entwickelt werden, die chemische Reaktionen katalysieren, für die sie die Natur zunächst nicht vorgesehen hat. Dazu sollen Metallkatalysezentren abgewandelt bzw. zusätzlich in die Proteine eingebracht werden. Aus Bibliotheken von Eduktmolekülen sollen diese modifizierten Enzyme die besten Reaktanden auswählen und zur Umsetzung bringen. Gleichzeitig wird sich das Enzym auf diesem Wege den für sein Reaktionszentrum optimierten Inhibitor über die Produktbildung selektieren. Als zu katalysierende Reaktionen wollen wir 1,3-dipolare Additionen einsetzen. Als Hybridenzyme sollen Thermolysin mit ausgetauschtem Metallzentrum (statt ZnII/CuI) und ein kürzlich von uns entdecktes zweites Metallzentrum in Carboanhydrase verwendet werden. Es ist geplant, Reaktanden rational in Form selektierter Verbindungsbibliotheken aus substituierten Acetylenen bzw. Cyaniden und substituierten Aziden zu entwerfen und zu synthetisieren. Die anschließende 1,3-dipolare Addition soll unter Anwesenheit des Hybridenzyms katalysiert werden, wobei die Auswahl der Reaktanden bzw. die gebildeten Produkte über Kristallstrukturanalyse mit den beiden Enzymen strukturell charakterisiert wird.