Bioorganische Chemie

Erweiterte Suche

Bioorganische Chemie behandelt das Grenzgebiet zwischen Biochemie und Organischer Chemie. Es kann zudem als ein interdisziplinäres Grenzgebiet zwischen Chemie, Biologie, Pharmazie und Medizin verstanden werden. Sie beschäftigt sich mit Molekülen und Molekülklassen aus Lebewesen, so auch Nukleinsäuren, Proteinen oder Zuckern. Während in der Biochemie häufig Methoden aus der Molekularbiologie verwendet werden, liegt ein Schwerpunkt der bioorganischen Chemie in der Anwendung bekannter Reaktionen und Synthesemethoden der organischen Chemie auf Naturstoffe.

Präparative Aspekte: Vergleich mit organochemischer Synthese

Die aktuelle Entwicklung der bioorganischen Chemie tritt immer mehr in Konkurrenz zu „klassisch organischen“ Synthesemethoden, indem organische Ausgangsverbindungen (Edukte) durch Biokatalysatoren umgesetzt werden können. Man unterscheidet zwischen Ganzzell-Katalyse („Black-Box“) und molekularer Umsetzung mit isolierten Enzymen in Lösung. Die Edukte werden dabei als Substrate bezeichnet. Der heute in der industriellen Produktion immer wichtiger werdende Aspekt der Enantiomerenreinheit kann durch gezielte Enzymwahl realisiert werden, die Enantioselektivitäten einer enzymatischen Umsetzung sind meist deutlich höher als bei nicht katalysierten Umsetzungen. Nachteile der enzymkatalysierten Umsetzungen sind vor allem in der Prozessführung selbst, da die allermeisten Enzyme in hydrophoben Lösungsmitteln einen Großteil ihrer Enzymaktivität verlieren. So ist eine Solubilisierung hydrophober, organischer Substrate nötig, was z. B. durch Zugabe von Detergenzien oder Cyclodextrinen erreicht werden kann. Ein weiterer präparativer Aspekt ist die Abtrennung des Produktes aus einer oft heterogenen Reaktionsmasse, die häufigste hierbei angewandte Methode ist die einfache Extraktion mit einem organischen Lösemittel.

Design von Biokatalysatoren

Durch die Möglichkeiten des Protein-Engineerings und der damit verbundenen gesteuerten Weiterentwicklung von vorhandenen Enzymen, ergeben sich sehr große Möglichkeiten in der Prozessverbesserung in Bezug auf Enantiomerenreinheit, Substratvariabilität, Lösemitteltoleranz, usw.. Die Entwicklung der bioorganischen Chemie ist also eingebunden in die (gesteuerte), evolutive Entwicklung von Biokatalysatoren und stellt somit eine der Anwendungsmöglichkeiten dieses Gebietes dar.

Diese Artikel könnten dir auch gefallen

Die letzten News aus den Naturwissenschaften

24.01.2022
Satelliten | Raumfahrt | Astrophysik
James Webb Weltraumteleskop am Ziel
Die Wissenschaft kann möglicherweise bald erforschen, wie das Universum seinen Anfang nahm, denn das neue Weltraumteleskop James Webb hat seine Endposition erreicht.
17.01.2022
Quantenphysik | Teilchenphysik
Ladungsradien als Prüfstein neuester Kernmodelle
Ein internationales Forschungsprojekt hat die modernen Möglichkeiten der Erzeugung radioaktiver Isotope genutzt, um erstmals die Ladungsradien entlang einer Reihe kurzlebiger Nickelisotope zu bestimmen.
13.01.2022
Sonnensysteme | Planeten | Elektrodynamik
Sauerstoff-Ionen in Jupiters innersten Strahlungsgürteln
In den inneren Strahlungsgürteln des Jupiters finden Forscher hochenergetische Sauerstoff- und Schwefel-Ionen – und eine bisher unbekannte Ionenquelle.
12.01.2022
Schwarze Löcher | Relativitätstheorie
Die Suche nach einem kosmischen Gravitationswellenhintergrund
Ein internationales Team von Astronomen gibt die Ergebnisse einer umfassenden Suche nach einem niederfrequenten Gravitationswellenhintergrund bekannt.
11.01.2022
Exoplaneten
Ein rugbyballförmiger Exoplanet
Mithilfe des Weltraumteleskops CHEOPS konnte ein internationales Team von Forschenden zum ersten Mal die Verformung eines Exoplaneten nachweisen.
07.01.2022
Optik | Quantenoptik | Wellenlehre
Aufbruch in neue Frequenzbereiche
Ein internationales Team von Physikern hat eine Messmethode zur Beobachtung licht-induzierter Vorgänge in Festkörpern erweitert.
06.01.2022
Elektrodynamik | Quantenphysik | Teilchenphysik
Kernfusion durch künstliche Blitze
Gepulste elektrische Felder, die zum Beispiel durch Blitzeinschläge verursacht werden, machen sich als Spannungsspitzen bemerkbar und stellen eine zerstörerische Gefahr für elektronische Bauteile dar.
05.01.2022
Elektrodynamik | Teilchenphysik
Materie/Antimaterie-Symmetrie und Antimaterie-Uhr auf einmal getestet
Die BASE-Kollaboration am CERN berichtet über den weltweit genauesten Vergleich zwischen Protonen und Antiprotonen: Die Verhältnisse von Ladung zu Masse von Antiprotonen und Protonen sind auf elf Stellen identisch.
04.01.2022
Milchstraße
Orions Feuerstelle: Ein neues Bild des Flammennebels
Auf diesem neuen Bild der Europäischen Südsternwarte (ESO) bietet der Orion ein spektakuläres Feuerwerk zur Einstimmung auf die Festtage und das neue Jahr.
03.01.2022
Sterne | Elektrodynamik | Plasmaphysik
Die Sonne ins Labor holen
Warum die Sonnenkorona Temperaturen von mehreren Millionen Grad Celsius erreicht, ist eines der großen Rätsel der Sonnenphysik.