Kontinuierliche Dipeptidsynthese in verschiedenen Reaktoren

Diplomarbeit aus dem Jahr 1990 im Fachbereich Chemie - Biochemie, Note: 1,2, Hochschule Mannheim, Sprache: Deutsch, Abstract: Eingescanntes Textdokument aus dem Jahre 1990 in Chemischer Technologie mit Schwerpunkt Biotechnologie:
In dieser Arbeit wurde das Dipeptid N-Benzoxycarbonyl-alanylglycin
enzymatisch synthetisiert.
Die Esteraseaktivität von proteolytischen Enzymen wie Papain
macht die kinetisch kontrollierte Dipeptidsynthese möglich.
Zunächst wurde der Einfluß verschiedener Parameter wie
Substratstabilität, Enzym- und Substratkonzentration sowie pHWert-
Änderungen in einem pH-Stat untersucht.
Hierzu wurde ein Titrator der Firma Radiometer Copenhagen
verwendet, der das Arbeiten unter Temperatur- und pH-Konstanz
ermöglicht. Mit den hier gewonnenen Erkenntnissen wurde eine
kontinuierliche Synthese in verschiedenen Reaktoren durchgeführt.
Als Substrat wurde N-Benzoxycarbonyl-alanin-methylester
eingesetzt. Da das pH-Optimum von Papain für die Dipeptidsynthese
im alkalischen Bereich liegt, wird der eingesetzte Ester unter
diesen Bedingungen verseift.
Die unerwünschte Adsorption des Substrates an den Kunststoffoberflächen der Reaktionsgefäße und der Ultrafiltrationsmembranen erschwerte den kontinuierlichen Betrieb und die Beurteilung der Ergebnisse. Die Substratkonzentration in der Reaktionslösung wird durch die Adsorption verringert.
Der Enzym-Membran-Reaktor starter-KidTII der Firma Filtron und das
Hohlfasermodul Bioran® der Firma Schott wurden zunächst
kontinuierlich betrieben.
In diesen beiden Reaktoren wurde eine definierte Menge Enzym
vorgelegt, die durch eine Ultrafiltrationsmembran zurückgehalten
wurde.
Die Retention des Enzyms wurde bei überprüft. Hierbei zeigte sich, dass aktives Enzym austrat.
Beim starter-KidTII konnte kein aktives Enzym im Filtrat
nachgewiesen werden, die Enzym-Retention war hier vollständig.
Ein anderes Problem ergab sich aus der beobachteten
Druckbelastung der Membran mit zunehmender Enzymkonzentration.
Dies läßt auf eine Deckschichtbildung von Enzym schließen.
Um die Probleme, die bei der homogenen Enzymkatalyse auftraten,
zu umgehen, wurde das Enzym an eine Affinitätsmembran Immobilon~
der Firma Millipore kovalent gebunden. Die so erhaltene Membran
mit fixiertem Enzym wurde in den Flachbettreaktor der Firma
Bioengeneering eingesetzt.
Durch diese Fixierung des Enzyms wird die Deckschichtbildung
vermieden und die Enzymstabilität erhöht.
[...]
Aus den erhaltenen Analysendaten waren Rückschlüsse auf Umsatz
des Substrates und Selektivität bei der Dipeptidsynthese möglich.