Enzymatische Verfahren zur Herstellung von Chemikalien

DECHEMA-Preis für biokatalytische Verfahren

17.11.2004

Der DECHEMA-Preis 2003 der Max-Buchner-Forschungsstiftung geht in diesem Jahr an Professor Bernhard Hauer von der BASF AG, Ludwigshafen. Damit werden seine richtungweisenden experimentellen Arbeiten zum zukunftsträchtigen Einsatz von Biokatalysatoren für die Synthese chiraler Verbindungen und deren Anwendung im industriellen Maßstab ausgezeichnet.

Enzyme, wie sie in der Natur vorkommen, sind nicht unbedingt für einen biokatalytischen Prozeß geeignet. Hauer und seine Mitarbeiter der Forschungsgruppe Biokatalyse nutzten deshalb die Strategie der Natur, durch Mutagenese kleine Veränderungen in die Enzyme einzubauen. Um dann aus Tausenden von Enzymvarianten die geeigneten herauszufinden, werden die Biokatalysatoren mit Hilfe von Robotern in einem Screening-Verfahren automatisch und mit hohem Probendurchsatz auf die gewünschte Aktivität hin untersucht. Bis zu 50.000 Enzymvarianten können so pro Tag untersucht werden. Ein Ergebnis war beispielsweise die Optimierung einer Lipase, die zur Herstellung optisch aktiver Alkohole inzwischen im Tonnenmaßstab eingesetzt wird.

Dem Team um Hauer ist es gelungen, mehrere Verfahren der Biokatalyse in die industrielle Praxis zu überführen, die heute schon im 50 bis zu 2000 Tonnen-Maßstab pro Jahr arbeiten. So werden derzeit durch enzymatische Prozesse im großtechnischen Maßstab optisch aktive Amine und Alkohole, chirale Hydroxycarbonsäuren und Epoxide hergestellt. Dies sind wichtige Zwischenprodukte für Arzneimittel- und Pflanzenschutzwirkstoffe. Sie können auf diesem Wege in hoher Reinheit hergestellt werden und die früher notwendigen, kostenintensiven und aufwendigen Reinigungs- und Anreicherungsschritte entfallen.

Die Arbeiten von Hauer haben sich als Meilensteine von grundsätzlicher Bedeutung für die Etablierung biokatalytischer Verfahren in der chemischen Industrie erwiesen. Nach Aussagen einer McKinsey Studie liegt der Anteil von Chemieprodukten, die auf biotechnischem Wege hergestellt werden, derzeit bei 5%, bis 2010 wird eine Steigerung auf 10 bis 20% prognostiziert mit weiterhin steigender Tendenz.

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