Integration von rationalem Design und gerichteter Evolution ("rationale Evolution von Proteinen") von Enzymen am Beispiel der Erhöhung der Enantioselektivität von Pseudomonas cepacia Lipase bei der Hydrolyse von Estern primärer Alkohole

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In diesem von einem völlig neuen Konzept ausgehenden Neuantrag soll ein effizientes Verfahren etabliert werden ("rationale Evolution von Proteinen"), um Mutationen in Enzyme einzuführen. Am Beispiel der Pseudomonas cepacia Lipase werden Untersuchungen zum grundlegenden Verständnis der bislang wenig verstandenen Enantioselektivität hinsichtlich der Umsetzung von Estern primärer Alkohole durchgeführt und geeignete Mutanten realisiert, deren Enantioselektivität bezüglich dieser Substrate signifikant erhöht ist. Die Integration von "rationalem Design" und "gerichteter Evolution" soll die Vorteile beider Methoden kombinieren und deren Nachteile vermeiden. Die "rationale Evolution von Proteinen" ermöglicht darüber hinaus die Lösung von Problemstellungen, die mit den etablierten Methoden allein ("rationales Design" bzw. "gerichtete Evolution") bislang nicht gelöst werden konnten. Dieses Verfahren sollte direkt übertragbar sein auf das Design anderer Enzyme mittels hochparallelem Screening, unter der Voraussetzung, daß (1) die Struktur und der Reaktionsmechanismus bekannt sind, (2) das Enzym rekombinant vorliegt und aktiv in E. coli exprimiert werden kann und (3) ein einfacher Assay existiert.