ENANTİYOMERİK OLARAK SAF SEKONDER ALKOLLERİN ÜRETİMİNDE BİTKİ BİYOKATALİZÖRLERİ KULLANIMI

Yıl 2015, , 0 - , 31.03.2015

Hilal Çelik Kazıcı , Ülkü Mehmetoğlu

https://doi.org/10.17341/gummfd.39953

Öz

Bu çalışmada asetofenonun biyoindirgenmesiyle, birçok farmokolojik ürünün öncü maddesi olan enantiyomerik saflıkta (S)-1-fenil etanol üretilmiştir. (S)-1-fenil etanol türevleri antialzaymır ilaç etken maddesi olarak da kullanım alanına sahiptir. (S)-1-fenil etanolün üretimi, asetofenonun alkoldehidrojenaz (ADH) enzimi biyokatalizli asimetrik indirgenme tepkimesiyle gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, karbonil grubunu indirgeyebilmesi için ADH enzim kaynağı olarak çeşitli meyve ve sebzeler kullanılmıştır. En yüksek aktiviteye sahip olan uygun bitkinin seçimi için, farklı bitkilerin (havuç, patates, üzüm, turp) ADH enzim aktiviteleri tayin edilmiştir. Biyokatalizör olarak, en yüksek ADH aktivitesine sahip havuç seçilmiştir.  Çalışmanın ikinci aşamasında, enantiyomerik saflıkta (S)-1-fenil etanol üretimine biyokatalizör boyutu, enzim kaynağı, substrat derişimive sıcaklık, tepkime süresi, tepkime pH’ıve hücre derişiminin etkileri araştırılmıştır. Enantiyoseçimli asimetrik biyoindirgenme tepkimesinde biyokatalizör olarak kullanılan taze havuç içindeki ADH enzimi tepkimeyi 2mM substrat derişimi, 200 g/L biyokatalizör derişimi, 1,52 mm biyokatalizör boyutu, 33 ^oC tepkime sıcaklığı,  pH=7 ve 150 rpm karıştırma hızı koşullarında, yüksek enantiyoseçimlilikte ve yüksek dönüşümde katalizlemiştir (>%99 ee ve %92 c).

Anahtar Kelimeler

Biyoindirgenme, asimetrik sentez, (S)-1-fenil etanol, alkoldehidrojenaz, bitki

Kaynakça

• Wanda, K.M. ve Agnieszka, M., ”Enantio selective reduction of bromo- andmethoxy acetophenone derivatives using carrot and celeriac enzymatic system”, Tetra hedron :Asymmetry, Cilt 15, No 13, 1965–1967, 2004.
• Williams, R.C., Riley, C.M., Sigvardson, K.W., Fortunak, J., Nicolas, E.C., Unger, S.E., Krahn, D.F. ve Bremmer, S.L., “Pharma ceutical development and spesification of stereoisomers”, Pharmaceutical and Bio medical Analysis, Cilt 17, No 6-7, 917-924, 1998.
• Kordikowski, A., York, P. ve Latham, D., “Resolution of ephedrinein supercritical CO2: a novel techniqe for seperation of chiral drugs”, Journal of Pharmaceutical Sciences, Cilt 88, No 8, 786-791, 1999.
• Kurbanoglu, E. B. ,Zilbeyaz, K., Ozdal, M. ve Taşkin, M., “Asymmetric reduction of sub stituted acetophenones using once immobilized Rhodotorula glutinis cells”, Bioresource Technology, Cilt 101, No 11, 3825–3829, 2010.
• Leandro, H. A.,Roberto, S.U., Alvaro, T.O., Andre, L.M.P. ve Joao, V.C., “Edible catalysts for clean chemical: Bioreduction of aromatic ketones and biooxidation of secondary alcohols using plants”, Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, Cilt 38, No 2, 84-90, 2005.
• Giri, A.,Dhinga, V., Giri, C.C., Singh, A., Ward, O.P. ve Narasu, M.L., “Biotrans formations using plant cells, organ cultures and enzyme systems: current trends and future prospects”, BiotechnologyAdv., Cilt 19, No 3, 175, 2001.
• Rao, B.A, Rao, V.K., Rahaman, H.U.R., Prasad, A.R., Krishna, A.D., Sabitha, G., Reddy, G.S.K.K. ve Yadav, J.S., “Daucus carota and baker’s yeast mediated bio-reduction of prochiral ketones”, Tetrahedron: Asymmetry,Cilt 18,No 6, 717–723, 2007.
• Aydoğan, Ö., Ketonların Biyokatalitik İndirgenmesi İle Enantiyomerik Saflıkta Kiral Madde Üretimi, Doktora Tezi, Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012.
• Wanda, K. M. ve Agnieszka, M., “Enantioselective reduction of bromo and methoxy acetophenone derivative susing carrot and celeriac enzymatic system”, Tetrahedron Asymmetry, Cilt 15, No 13, 1965–1967, 2004.
• Yadav, J.S. ,Basi, V.S.R., Cihittamuru, S. ve Adari, B.R., “Enantioselective reduction of prochiral ketones employing sprouted pisumsativa as biocatalyst”, Division of Organic Chemistry, Cilt 11, 1881-1885, 2009.
• Ramesh, N.P., “Synthesis of chiral pharma ceutical intermediates by bio catalysis”, C. Chem. Rew, Cilt 252, No 5-7, 659-701, 2008.
• Demirtaş, H., Aminoasit ve Aminlerin Enantiyomerik Tanınması İçin Kiral Reseptörlerin Sentezi ve Uygulamaları, Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009.
• Ghanem, A. ve Aboul-Enein, H.Y., “Lipase-mediated chiral resolution of racemates in or ganic solvents”, Tetrahedron: Asymmetry, Cilt 15, No 21, 3331-3351, 2004.
• Durak, Z., E, ve Gürü, M., “Alkalen fosfataz (Alp) enziminin özütlenmesi, inhibisyonu ve kinetik modellenmesi”, Journal of The Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Cilt 28, No 1, 209-215, 2013.
• Yu, W., Lixiang, L., Cuiqing, M., Chao, G., Fei, T. ve Ping, X., “Engineering of cofactor regeneration enhances (2S,3S)-2,3-butanediol production from diacetyl”, Scientific Reports, Cilt 3, No 2643, 2013.
• Valivety, R.H., Halling, P.J., Peilow, A.D. ve Macrae, A.R., “Lipases from different sources vary widely in dependence of catalytic activity on water activity”, Biochim. Biophy. Acta, No 1122, 143-146, 1992.
• Shuler, M.L. and Kargı, F., 1992, Bioprocess Engineering, Prentice-Hall, Inc., USA.
• Hummel, W., Abokitse, K., Drauz, K., Rollmann, C. ve Gröger, H., “Towards a Large-Scale Asymmetric Reduction Process with Isolated Enzymes: Expression of an (S)-Alcohol Dehydrogenase in E. coli and Studies on the Synthetic Potential of this Biocatalyst”, Adv. Synth. Catal., Cilt 345, No 1-2, 153-159, 2003.