Gerichtete Evolution von Laccase aus Myceliophthora thermophila zur Aktivität in mediatorabhängigen Reaktionen

点击翻译按钮获取中文摘要

Laccase nimmt in der Gruppe der Oxidoreduktasen eine besondere Position ein, indem sie Sauerstoff zu Wasser reduziert. Sie ist das einfachste Enzym, das diese Reaktion katalysiert und daher ein interessantes Studienobjekt insbesondere für den Mechanismus des Elektronentransports in Proteinen. Eine vielversprechende Anwendung der Laccase wäre die Katalyse der kathodischen Reaktion einer Biobrennstoffzelle. Für diese Anwendung ist der direkte Elektronentransfer zwischen Elektrode und Enzym zu gering. In Gegenwart eines Mediators ist der Elektronentransfer deutlich erhöht. Die aktivierende Wirkung von Mediatoren ist bei der Laccase nicht auf die Elektrochemie beschränkt; sie ist beispielsweise auch bei der Oxidation von Iodid zu Iod ausgeprägt. In der Annahme, daß die Funktion der Mediatoren in der Oxidation der sehr unterschiedlichen Substrate dieselbe ist, soll in diesem Projekt mittels gerichteter Evolution eine Laccase-Mutante erzeugt werden, deren nicht mediierte Aktivität in allen mediatorabhängigen Reaktionen erhöht ist. Gerichtete Evolution ist bisher nur auf Reaktionen anwendbar, die für einen high-throughput-Assay geeignet sind. Die Iodid-Oxidation ist hierfür geeignet und ermöglicht so die indirekte Anwendung der gerichteten Evolution auf ungeeignete Reaktionen wie die elektrochemische Aktivität. Dieses Projekt soll der Laccase neue Anwendungen erschließen, zum Verständnis des direkten und mediierten Elektronentransfers beitragen und das Anwendungsspektrum der gerichteten Evolution erweitern.