Met een combinatie van twee enzymen kun je alcoholen rechtstreeks omzetten in amines. Je krijgt daarbij maar één van beide spiegelbeeldvormen in handen en dat maakt het pas echt interessant voor de industrie, beloven Francesco Mutti en collega’s in Science.

De enzymen zijn een natuurlijk alcoholdehydrogenase, dat uit diverse bacteriën is te halen, en een onnatuurlijk aminedehydrogenase dat ontstond door een fenylalaninedehydrogenase uit Bacillus badius genetisch aan te passen.

De truc is om deze twee te laten samenwerken. Het alcoholdehydrogenase haalt (de naam zegt het al) de H van de OH-groep zodat een keton overblijft. Die H wordt afgegeven aan het coënzym NAD⁺ dat dan als NADH kan worden doorgegeven aan het aminedehydrogenase. Dat dehydrogeneert in dit geval niet maar gaat in de achteruit en hydrogeneert: het gebruikt die waterstof, plus een ammoniumion, om het keton in een amine te veranderen. Als enige nevenproduct ontstaat water; het NADH gaat als NAD⁺ retour.

Het werkt met zowel primaire als secundaire alcoholen. Dat het product in de meeste gevallen voor meer dan 99% uit het R-stereoisomeer bestaat, zelfs als de alcohol ook chiraal was en bestond uit een ‘racemisch’ mengsel van beide mogelijke stereo-isomeren, is iets dat je eigenlijk wel van enzymkatalyse mag verwachten.

In het artikel wordt trouwens voorgesteld om het ándere stereoisomeer van de amines te gaan produceren door het complete aminodehydrogenase te spiegelen, wat zou inhouden dat je het moet synthetiseren uit de spiegelbeelden van natuurlijke aminozuren.

Op het proces is octrooi aangevraagd. Ten tijde van het onderzoek was Mutti verbonden aan de universiteit van Manchester. Inmiddels leidt hij de onderzoekgroep Biokatalyse van de Universiteit van Amsterdam, die nu werkt aan integratie van deze biokatalytische aminering in meer uitgebreide productieroutes.

bron: UvA