Biokatalytische Herstellung von Cholsäurederivaten mit Hydroxysteroiddehydrogenasen

Michael Braun, Dissertation Technische Universität München, 2011

Ursodesoxycholsäure wird als Wirkstoff zur Behandlung von Gallensteinen eingesetzt und dafür in einem aufwändigen chemischen Verfahren aus Cholsäure hergestellt. Hydroxysteroiddehydrogenasen katalysieren sowohl die Oxidation als auch die Reduktion von Gallensalzen und bieten biokatalytische Alternativen zur Synthese von Ursodesoxycholsäure. Sowohl für den zellfreien, als auch für den Ganzzellansatz wurden hierzu zunächst verschiedene Enzymsysteme hinsichtlich Reaktionsgeschwindigkeit und Inhibierungen optimiert. Auf der Basis kinetischer Modellierung und Simulation wurden nachfolgend alternative biokatalytischen Verfahren mit integrierter Kofaktorregenerierung entwickelt. Besonders mit Hilfe optimierter Ganzzellansätze konnten dadurch selbst hohe Cholsäuremengen nahezu vollständig umgesetzt werden und damit das aktuelle 7-stufige chemische Verfahren auf vier beziehungsweise drei chemisch-enzymatische Schritte reduziert werden.

Diese Dissertation ist online als PDF-Datei verfügbar.

Publikationen

• Liu L, Braun M, Gebhardt G, Weuster-Botz D, Gross R, Schmid RD (2012): One step synthesis of 12-ketoursodeoxycholic acid from dehydrocholic acid using a multienzymatic system. Appl Microbiol Biotechnol 97: 633-639.
• Braun M, Sun B, Anselment B, Weuster-Botz D (2012): Novel whole-cell biocatalysis with recombinant hydroxysteroid dehydrogenases for the asymmetric reduction of dehydrocholic acid. Appl Microbiol Biotechnol 95: 1457-1468.
• Braun M, Link H, Liu L, Schmid RD, Weuster-Botz D (2011): Biocatalytic process optimization based on mechanistic modeling of cholic acid oxidation with cofactor regeneration. Biotechnol Bioeng 108: 1307-1317.