Das Projekt "Biotechnologische Gewinnung von Nukleotiden anstelle chemischer Synthesen - Projekt II: Untersuchungen zur Herstellung von Enzymen, Scale-up" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NIGU Chemie GmbH durchgeführt. Nukleotide und Desoxynukleotide sind Bausteine der Nukleinsaeuren (RNA bzw. DNA) die aufgrund juengster Entwicklungen auch industriell stark an Bedeutung in Diagnostik und Therapie gewinnen und in groesseren Mengen benoetigt werden. Den Desoxynukleotiden kommt dabei besondere Bedeutung zu. Es sollen, ausgehend von fermentativ hergestellten Nukleotiden, mittels enzymatischer Reaktionen natuerliche und modifizierte Desoxynukleoside/-nukleotide zugaenglich gemacht werden, wobei die umweltrelevanten Nachteile von chemischen Synthesen mit hohen Entsorgungslasten ausgeschlossen werden koennen. Dazu sollen zwei Enzymsysteme fuer eine wirtschaftliche, biotechnologische Nutzung entwickelt werden: Das Enzymsystem der Ribonukleotidreduktase (EC 1.17.4), das die Reduktion der Ribonukleotide in die entsprechende Desoxyribonukleoride und das Enzymsystem der Desoxyribosyltranswerase (EC 2.4.2.6), das die Uebertragung von Desoxyriboseresten zwischen Purin- bzw. Pyrimidinbasen katalysiert.
Das Projekt "Biotechnologische Gewinnung von Nucleotiden anstelle chemischer Synthesen - Projekt I: Untersuchungen zu geeigneten Enzymsystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Fachbereich 19 Biologie,Chemie durchgeführt. Desoxyribonucleotide und deren Oligomere werden in grosser Menge als Therapeutika bei Virus- und Krebserkrankungen sowie zur Gentherapie benoetigt. Sie sind aus natuerlicher DNA (Lachsmilch) nur begrenzt zugaenglich und werden zunehmend in vielstufigen chemischen Synthesen geringer Gesamtausbeute hergestellt. Dabei fallen zwangslaeufig viele Gefahrstoffe und Loesungsmittel zur Entsorgung an. Solche umweltbelastenden Abfaelle koennen vermieden werden, wenn es gelingt, reichlich vorhandene Ribonucleotide enzymkatalysiert in die Desoxyriboseverbindungen umzuwandeln. Neue Erkenntnisse ueber Ribonucleotidreduktasen und Desoxyribosyltransferaser, insbesondere im Labor des Antragstellers, lassen einen abfallarmen biotechnologischen Weg zur Gewinnung von natuerlichen wie modifizierten Desoxyribosiden heute realisierbar erscheinen. Allerdings erfordert die geplante Biotransformation im industriellen Massstab zunaechst weitere gezielte Grundlagenforschung ueber die ausserordentlich komplexen Enzyme im Labor.