Dehydrogenaza etylobenzenowa

Enzymy molibdenowe charakteryzują się specyficznym centrum aktywnym, zawierającym pojedynczy atom molibdenu, jeden lub dwa kofaktory pterydynowe oraz dodatkowe ligandy - najczęściej resztę aminokwasową (Ser, Cys, SeCys, Asp) oraz zazwyczaj ligand tlenowy Mo=O.

 

​​

 

 

 

 

 

Badanym obiektem jest dehydrogenaza etylobenzenowa (EBDH), złożony metaloenzym bakteryjny (abg 155 kDa) zwierający kofaktor molibdenowy(MoCo), centra żelazo-siarkowe oraz prostetyczną grupę hemową b559. EBDH katalizuje stereospecyficzną hydroksylację etylobenzenu do 1-(S)-fenyloetanolu. Wykazuje również substratową promiskuityczność w wyniku czego można go zastosować w syntezie niemal 50 różnych alkiloaromatycznych i alkiloheterocyklicznych alkoholi chiralnych. 

Prace nad EBDH koncentrują się zarówno na badaniach podstawowych mechanizmu reakcji jak również na aspektach aplikacyjnych związanych z zastosowaniem enzymu do syntezy optycznie czystych alkoholi drugorzędowych. To właśnie w MLBKE zformułowano i przetestowano hipotezę mechanistyczną enzymu stosując kombinację technik eksperymentalnych i teoretycznych. W laboratorium udało nam się również opracować immobilizowaną formę EBDH oraz efektywne warunki reakcji umożliwiające zastosowanie enzymy w syntezie organicznej. 

 

Lista publikacji:

  1. J. Heider, M. Szaleniec, K. Sünwoldt , M. Boll, "Ethylbenzene Dehydrogenase and Related Molybdenum Enzymes Involved in Oxygen-Independent Alkyl Chain Hydroxylation", J. Mol. Microbiol. Biotechnol., 26 (2016) 45-62

  2. M. Szaleniec, A. Dudzik, B. Kozik, T. Borowski, J. Heider, M. Witko, "Mechanistic basis for the Enantioselectivity of the Anaerobic Hydroxylation of Alkylaromatic compounds by Ethylbenzene Dehydrogenase", J. Inorg. Biochem., 139 (2014) 9–20​

  3. M. Tataruch, J. Heider, J. Bryjak, P. Nowak, D. Knack, A.Czerniak, J. Liesiene, M. Szaleniec, "Suitability of the hydrocarbon-hydroxylating molybdenum-enzyme ethylbenzene dehydrogenase for industrial chiral alcohol production", J. Biotechnol., 192 (2014) 400-409

  4. D. H. Knack, J. L. Marshall, G. P. Harlow, A. Dudzik, M. Szaleniec, S-Y. Liu, J. Heider, "BN/CC isosteric compounds as new class of enzyme inhibitors: N- and B-ethyl-1,2-azaborine inhibit ethylbenzene hydroxylation as non-convertible substrate analogs", Angew. Chem. Int. Ed., 52 (2013) 2599 –2601

  5. A. Dudzik, B. Kozik, M. Tataruch, A. Wójcik, D. Knack, T. Borowski, J. Heider, M. Witko, M. Szaleniec, "The reaction mechanism of chiral hydroxylation of p-OH and p-NH2 substituted compounds by ethylbenzene dehydrogenase", Can. J. Chem., 91 (2013) 775-786

  6. M. Szaleniec, A. Salwiński, T. Borowski, J. Heider, M. Witko, "Quantum chemical modeling studies of ethylbenzene dehydrogenase activity", Int. J. Quant. Chem., 112 (2012) 1990–1999

  7. M. Szaleniec, "Prediction of enzyme activity with neural network models based on electronic and geometrical features of substrates", Pharm. Reports, 64 (2012) 511-531

  8. D. Knack, C. Hagel, M. Szaleniec, A. Dudzik, A. Salwinski, J. Heider, "Substrate and inhibitor spectrum of ethylbenzene dehydrogenase: perspectives on application potential and catalytic mechanism", Appl. Environ. Microb., 78 (2012) 6475–6482

  9. M. Szaleniec, T. Borowski, K. Schühle, M. Witko, J. Heider, "Ab inito modeling of ethylbenzene dehydrogenase reaction mechanism", J. Am. Chem. Soc., 132 (2010) 6014-6024

  10. M.Szaleniec, R.Tadeusiewicz, M.Witko "The Selection of Optimal Neural Models for Forecasting of Biological Activity of Chemical Compounds", Neurocomputing, 72 (2008) 241-256

  11. M.Szaleniec, M.Witko, J.Heider "Quantum Chemical Modelling of the C-H Cleavage Mechanism in Oxidation of Ethylbenzene and Its Derivates by Ethylbenzene Dehydrogenase", J. Mol. Catal. A, 286 (2008) 128-136

  12. M. Szaleniec, C. Hagel, M. Menke, P. Nowak, M. Witko, J. Heider, "Kinetics and Mechanism of Oxygen-Independent Hydrocarbon Hydroxylation by Ethylbenzene Dehydrogenase", Biochemistry (US), 46 (2007) 7637-7646

  13. M. Szaleniec, M. Witko, R. Tadeusiewicz, J. Goclon "Application of Artificial Neural Networks and DFT-based Parameters for Prediction of Reaction Kinetics of Ethylbenzene Dehydrogenase", J. Comput.-Aided Molecular Design, 20 (2006)145-157

 

Patent

  • M. Szaleniec, M. Tataruch, J. Bryjak, P. Nowak, "Sposób otrzymywania chiralnie czystych alkoholi alkiloaromatycznych i alkiloheterocyklicznych oraz układ reaktorowy do realizacji tego sposobu", Polish Patent PL406286

.

Co robimy

 Naszym celem jest łączenie potencjału Instytutu Katalizy I Fizykochemii Powierzchni oraz Instytutu Fizjologii Roślin w dziedzinie biochemii i biotechnologii

Nasze projekty

Członkowie laboratories ubiegają się o krajowe i międzynarodowe projektu by realizować ambitne cele badawcze

Dołącz do nas

Jesteśmy otwarci na współpracę z naukowcami i przedsiębiorcami w ramach biegnących projektów jak również w zakresie zupełnie nowych kierunków badawczych

Kontakt

Jeśli masz pytania dotyczące naszych badań lub dostępu do aparatury nie wahaj się do nas napisać