Enzimska sinteza fluoriranih kiralnih građevnih blokova
Glavni istraživač
Predloženi projekt usmjeren je na dizajn enzimskih transformacija kojima se polazeći iz epoksida, mogu pripraviti sintetski korisni fluorirani građevni blokovi. Halogenhidrin-dehalogenaze (HHDH), relativno nova i još uvijek nedovoljno istražena grupa enzima, koristit će se kao biokatalizatori. Fokus istraživanja će biti na procjeni utjecaja organskih otapala kao medija za provođenje ovih biotransformacija. Upotreba organskih otapala može imati prednosti u slučaju HHDH-kataliziranih reakcija. Prvenstveno se to odnosi na povećanje topljivosti i stabilnosti supstrata, što rezultira većim prinosom produkata. Ciljane transformacije su reakcije otvaranja fluoriranih derivata aril epoksida u prisutnosti natrij azida i natrij cijanida kao nukleofila. U reakcijama će se ispitati niz divljih tipova te genetski optimiziranih enzima radi odabira biokatalizatora s najboljim katalitičkim svojstvima. Korištenjem molekulskog uklapanja i metoda QM/MM odredit će se važni sterički i elektronski faktori koji utječu na katalitičku aktivnost, enantio- i/ili regioselektivnost reakcija. Metode molekulske dinamike koristit će se i za ispitivanje utjecaja organskog otapala na strukturu, dinamiku i katalitičku aktivnost enzima. Nadalje, ispitat će se različita organska otapala u smjesi s vodom (monofazni i dvofazni sustavi) ili čista kao medij za provođenje enzimskih reakcija. Na odabranim sustavima odredit će se kinetike enzimskih reakcija, te utvrditi operacijska stabilnost enzima. Razvijeni kinetički modeli procesa će se koristiti za njihovu optimizaciju, tj. pronalaženje optimalnih radnih uvjeta kako bi se postigla maksimalna konverzija supstrata, enantiomerna čistoća produkta i/ili volumna produktivnost procesa, kao i za odabir najpovoljnijeg tipa reaktora za provedbu procesa te za uvećanje procesa.