Ismeretbővítő kutatás (alap- elméleti kutatás)

anyagtudomány

Ligandumként főként L-hisztidint, L-tirozint, L-citozint használunk – ezek az enzimek prosztetikus csoportjaiban leggyakrabban előforduló aminosavak. Ha a komplexek szintézisekor a megfelelően védett formákat (vagy a C-terminálison vagy az N-terminálison védve) használjuk, akkor, a szilárd hordozóra történő rögzítés jól kézben tarható. A rögzítendő komplexek főként réz-, kobalt- és vasionok, vízoldható vagy alkoholban oldható sóik formájában. Azért ezeket az ionokat választjuk, mert koordinációs szférájuk (koordinációs számuk) változtatható, és több oxidációs állapotban alkotnak stabilis komplexet. Sőt, nagyon gyakran a koordinációs szám és az oxidációs állapot együtt változik. A szilíciumlapka hordozó alkalmazása esetén a legegyszerűbb rendszerhez, egy kétdimenziós modellkatalizátorhoz jutunk. A lapka felülete oxidálható, így reaktív felületi csoportok, főként hidroxil-csoportok alakíthatók ki. E felületi csoportok teszik lehetővé a komplexek rögzítését. Ha hordozóként nempórusos illetve pórusos szilikátokat, aluminoszilikátokat használunk, akkor már háromdimenziós modellkatalizátorokat kapunk. A pórusos hordozók lehetővé teszik alakszelektív sajátságok kihasználását is. A szilíciumlapkára rögzített komplex merev, ám ha a hordozót háromdimenziós szerkezetre cseréljük, főként ha az még pórusos is, nagymértékű flexibilitásnövekedés történik. Ha a prosztetikus csoporton kívül a hordozó is flexibilis, akkor elég jól megközelíthetjük az enzimek viselkedését. Ezért használunk hordozóként vízben és/vagy izopropil-alkoholban duzzadó gyantákat is. Három fő rögzítési módot alkalmazunk: az adszorpciót, az ioncserét és a kovalens rögzítést. Ezek, ebben sorrendben növekvő mértékben teszik lehetővé a rögzítési folyamat kézben tartását. Kezdetben a szilárd hordozón rögzített enzimutánzó katalizátorokat egyszerű enzimatikus reakciókban próbáljuk ki, azaz megmérjük kataláz és szuperoxid dizmutáz aktivitásukat. Ezen a téren gyűjtöttünk már tapasztalatokat. Az alapreakciók elvégzése után összetettebb molekulák reaktivitását vizsgáljuk, főként oxidációs reakciókban, különös tekintettel az enantioszelektív epoxidációra.