Bioorganische Chemie

In Zeiten des Rohstoffwandels die Produkte von morgen zu entwickeln, hat sich das Straubinger Innovationsfeld Bioinspirierte Chemie auf die Fahnen geschrieben, in dem auch das Themenfeld der Bioorganischen Chemie angesiedelt ist.

Vorbild Natur

Die Idee hinter beiden Ansätzen ist die gesteuerte Nutzung exklusiv in der Natur vorkommender molekularer Funktionalitäten für neue Syntheserouten zu innovativen grünen Fein- und Spezialchemikalien, Funktionsmaterialien sowie biobasierten Polymeren (Abbildung).

Enzyme – Natürliche Katalysatoren für Fein- und Spezialchemikalien

Neben klassischen chemo-enzymatischen Synthesen beschäftigen wir uns auch mit der Suche nach neuen Enzymaktivitäten. So können wir bekannte Enzyme durch Enzyme mit verbesserten Eigenschaften ersetzen und damit Synthesen optimieren, aber auch völlig neue Enzymaktivitäten identifizieren und neue Syntheserouten und -produkte ableiten. So konnten wir beispielsweise ein Screening-Verfahren für Methyltransferasen etablieren, eine Enzymklasse, welche z. B. im Bereich Wirkstoffsynthese eine wichtige Rolle spielen kann. Das Verfahren ermöglichte uns, bislang unbekannte Enzymaktivitäten für verschiedene Substrate aufzudecken.

Funktionsmaterialien mit naturgegebenen Eigenschaften

Im Bereich der Funktionsmaterialien kommen sowohl Biomasse(reststoffe) als auch gezielt hergestellte Proteine mit spezifischen Eigenschaften als Ausgangsmaterialien in Frage. Hier ist unser Ziel, die im natürlichen Ausgangsstoff vorhandenen funktionalen Eigenschaften (Information) zu erhalten und in das Endprodukt zu übertragen. Das ermöglicht uns, völlig neuartige Materialien zu entwickeln oder auch Oberflächen gezielt zu modifizieren. Für wasserabweisende Textilien konnten wir beispielsweise erfolgreich hydrophobe Proteine einsetzen.

Chemo-enzymatische Syntheserouten

• Nutzung von Biomasse
• Entwicklung kombinierter Syntheserouten
• Enzymauswahl und -screening
• Optimierung von Enzymen und Enzymreaktionen
• Ersatz klassischer Synthesen (Feinchemikalien)
• Enantiomerenreine Produktsynthese (Wirkstoffe)

Funktionsproteine: Proteine in der Material- und Anwendungsentwicklung

• Physikalische Oberflächenfunktionalisierung
• Funktionale Proteine zur spezifischen Bindung

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