Biokatalys medför ett alternativt tillvägagångsätt för att kunna utforska och utveckla kemiskt syntetiserade vägar för produktionen av eftertraktade kemikalier, där hållbarhet och miljön tas till beaktan. I denna studie undersöktes potentialen av en enzymatisk kaskad för produktion av 5-hydroximetylfurfurylamin (HMFA). HMFA är en förening med tillämpningar inom flera industrier som till exempel jordbruks- och läkemedelsindustrin. Den enzymatiska kaskaden består av två reaktioner, varav den första involverar dekarboxylering av lysin med användning av lysindekarboxylas för att producera en så kallad ”smart amindonator” kadaverin. Den andra reaktionen i kaskaden består utav ett transaminas från Silicibacter pomeroyi (SpTA) som konverterarar 5-hydroximetylfurfuryl (HMF) till HMFA med hjälp av det framkallade kadaverinet från den första reaktionen i kaskaden. En enzymatisk kaskad tillåter mildare reaktionsbetingelser, mindre avfall och energisnål användning som därmed minskar miljöpåverkan samtidigt som det beaktar några av dem 12 principerna av grön kemi. Det uppstod utmaningar som hindrade slutförandet av den enzymatiska kaskaden, men trots detta erhölls värdefulla insikter. Denna studie belyser de invecklade reaktionsmekanismerna och några av de svårigheterna med immobilisering av enzym på EziG bärare. Trots att den avsedda kaskaden inte slutfördes, gav lärdomarna nya perspektiv samt potentiella områden att fortsätta undersöka för framtida framsteg inom biokatalys. / Biocatalysis is a promising alternative to chemical synthesis routes for high value chemicals which considers the sustainability and environmental aspect. In this study the feasibility of utilizing an enzymatic cascade for the production of 5-hydroxymethylfurfurylamine (HMFA) was explored. HMFA is a compound with diverse applications in industries such as agriculture and pharmaceuticals. The cascade consists of two main reactions, the first of which involves the decarboxylation of lysine using a lysine decarboxylase to produce cadaverine. The cadaverine produced will then be utilized as an amine donor in the second reaction, which involves the use of a transaminase derived from Silicibacter pomeroyi (SpTA) together with 5-hydroxymethylfurfural (HMF). This cascade considers the principals of green chemistry such as milder reaction conditions and less waste, hence aiming to reduce the environmental impact. Although there were challenges preventing the completion of the enzymatic cascade, valuable insights were gained. The contribution of this study sheds light on the intricate reaction mechanisms and some of the key difficulties with enzyme immobilisation. While the intended cascade was not finalized, the lessons learned will provide for new perspectives and potential future advancements in biocatalysis.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-341763 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Chandrakumaran, Sajitha |
| Publisher | KTH, Industriell bioteknologi |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2023:298 |
Page generated in 0.012 seconds