Neue Konzepte für das Protein-Engineering

Enzyme finden immer breitere Verwendung in der Medizin und der chemischen Industrie, u.a. aufgrund ihrer hohen Chemo-, Regio- und Stereoselektivität. Trotz ihrer natürlichen Vielfalt stehen aber nicht für jede Anwendung Enzyme mit entsprechender Aktivität, Selektivität oder Stabilität zur Verfügung. Moderne Methoden des Protein-Engineerings erlauben es, diese Grenzen zu überschreiten und Enzyme mit maßgeschneiderten Eigenschaften für verschiedenste Einsätze herzustellen. In dieser Arbeit werden modernste Methoden des Protein-Engineerings vorgestellt. Dabei liegt das Hauptaugenmerk auf der Generierung neuer Enzymaktivitäten in bestehenden Proteingerüsten, um somit neue Biokatalysatoren zugänglich zu machen und die Verwandtschafts- und Struktur-Funktionsbeziehungen von Proteinen zu verstehen. Im Detail wird vorgestellt, wie in einem Proteingerüst einer natürlichen Esterase eine Epoxidhydrolaseaktivität generiert wurde. Weiterhin wird ein Konzept der fokussierten, gerichteten Evolution gezeigt, das es möglich macht, mit einem, im Vergleich zu etablierten Methoden, geringerem Aufwand effektiv verschiedene Enzymeigenschaften zu optimieren.