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Dechema-Preis 2018

Auszeichnung für katalytischen Werkzeugkasten zur Wirkstoffsynthese

| Redakteur: Alexander Stark

Dr. Dörte Rother von der RWTH Aachen und dem Forschungszentrum Jülich, erhält den diesjährigen Dechema-Preis. Ihr wird die Auszeichnung für ihre Leistungen bei der Entwicklung effizienter synthetischer Enzymkaskaden zur Herstellung hochwertiger chiraler Substanzen verliehen, hieß es in der Begründung. Der mit 20.000 Euro dotierte Preis wird im Rahmen des Dechema-Tages am 23. Mai 2019 in Frankfurt übergeben.

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Dörte Rother kombiniert in ihrer Arbeit verschiedene biokatalytische und chemische Reaktionsschritte, um aus leicht verfügbaren Ausgangsstoffen pharmazeutische Zwischenprodukte oder Wirkstoffe herzustellen.
Dörte Rother kombiniert in ihrer Arbeit verschiedene biokatalytische und chemische Reaktionsschritte, um aus leicht verfügbaren Ausgangsstoffen pharmazeutische Zwischenprodukte oder Wirkstoffe herzustellen.
(Bild: Forschungszentrum Jülich / Sascha Kreklau)

Jülich; Frankfurt – Chirale Substanzen sind chemische Stoffe, deren Moleküle sich wie Bild und Spiegelbild verhalten. Da sie chemisch extrem ähnlich sind, aber insbesondere physiologisch sehr unterschiedlich wirken können, gehört ihre Herstellung zu den wesentlichen Herausforderungen der Chemie und Biotechnologie. Viele der Substanzen finden als pharmazeutische Wirkstoffe Verwendung, weshalb die wirtschaftliche Bedeutung der Synthesen sehr groß ist.

Dörte Rother kombiniert in ihrer Arbeit verschiedene biokatalytische und chemische Reaktionsschritte, um aus leicht verfügbaren Ausgangsstoffen pharmazeutische Zwischenprodukte oder Wirkstoffe herzustellen. Das geschieht über sogenannte systemische Enzymkaskaden: das Kombinieren von Enzymen zu Kaskaden, die in der Natur so zusammengesetzt nicht vorkommen. Dafür hat sie mit ihrer Arbeitsgruppe einen „Werkzeugkasten“ entwickelt, der Enzyme, aber auch chemische Katalysatoren mit verschiedenen Selektivitäten beinhaltet. Daraus lassen sich schnell und flexibel Prozesse für industriell interessante chirale Zielprodukte zusammenstellen; so wurden bereits verschiedene Produktplattformen für häufig in Pharmaprodukten verwendete chemische Verbindungen entwickelt – und teilweise bereits für die Anwendung im industriellen Maßstab getestet.

Diese Verbindungen können entweder direkt angewendet werden, oder sie werden als Bausteine genutzt und weiter modifiziert. Neben Hydroxyketonen, Aminen, Aminoalkoholen gehören dazu Tetrahydroisochinoline – eine vielversprechende Substanzklasse für antibiotische und onkologische Anwendungen. Neben enzymatischen Reaktionen in wässriger – also für Enzyme natürlicher – Umgebung werden auch unkonventionelle Medien eingesetzt, etwa durch Zugabe umweltverträglicher Lösungsmittel. Ziel ist es, hohe Produktkonzentrationen bei gleichbleibend hoher Selektivität zu erzielen.

Grüne Chemie im Fokus

Um zu industriell umsetzbaren Prozessen zu gelangen, werden verschiedene Strategien und Methoden genutzt. Dazu gehören etwa die Modifizierung von Enzymen durch die Änderung der dreidimensionalen Struktur ihres aktiven Zentrums auf genetischer Ebene und die Optimierung der Reaktionsumgebung oder des Prozessdesigns: der Art, wie man die Enzyme in einer Kaskade zusammensetzt. Neben der ökonomischen Effizienz werden ökologische Aspekte bewertet und optimiert. Hier stehen derzeit besonders mehrschrittige hybride Prozesse ausgehend von nachwachsenden Rohstoffen im Mittelpunkt der Forschung.

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Dörte Rother studierte Biotechnologie an der RWTH Aachen und promovierte 2008 an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf. Anschließend arbeitete sie als Post-Doc am Forschungszentrum Jülich und der RWTH Aachen. 2015 übernahm sie eine Junior-Professur an der RWTH Aachen und gleichzeitig die Leitung einer Helmholtz-Nachwuchsgruppe am Forschungszentrum Jülich. Seit 2018 hat sie eine Professur an der RWTH Aachen inne und leitet die Forschungsgruppe "Synthetische Enzymkaskaden" in Jülich.

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