Kontinuierliche Dipeptidsynthese in verschiedenen Reaktoren

Bert Gabler

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Diplomarbeit aus dem Jahr 1990 im Fachbereich Chemie - Biochemie, Note: 1,2, Hochschule Mannheim, Sprache: Deutsch, Abstract: Eing...

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Beschreibung

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.