Synthese modifizierter Poly(vinylalkohole) und deren Abbau mittels einer enzymatischen Kaskade. (9th February 2023)

• Record Type: Journal Article
• Authors: von Haugwitz, Gerlis; Donnelly, Kian; Di Filippo, Mara; Breite, Daniel; Phippard, Max; Schulze, Agnes; Wei, Ren; Baumann, Marcus; Bornscheuer, Uwe T.
• Is Part Of: Angewandte Chemie. Volume 135:Number 18(2023)
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• Publication Date: 2023-02-09
• Subjects: Abbau -- Enzymkaskade -- Enzymkatalyse -- Kunststoff -- Poly(Vinylalkohol); Chemistry -- Periodicals; 540
• DOI: 10.1002/ange.202216962
• Languages: English
• ISSNs: 0044-8249

Abstract

Abstract: Poly(vinylalkohol) (PVA) ist ein wasserlösliches, synthetisches Vinylpolymer mit bemerkenswerten physikalischen Eigenschaften wie Thermostabilität und Viskosität. Trotz seiner geringen biologischen Abbaubarkeit werden große Mengen PVA in die Umwelt freigesetzt. Die etablierten physikalisch‐chemischen Abbauprozesse für PVA haben mehrere Nachteile, wie z. B. hohe Kosten, geringe Effizienz und Sekundärverschmutzung. Der biologische Abbau von PVA durch Mikroorganismen ist langsam und erfordert häufig Pyrrolochinolinchinon (PQQ)‐abhängige Enzyme, was ihn aufgrund des kostspieligen Kofaktors teuer und daher für industrielle Anwendungen unattraktiv macht. In dieser Studie stellen wir einen modifizierten PVA‐Film mit verbesserten Eigenschaften sowie eine PQQ‐unabhängige, neue enzymatische Kaskade für den Abbau von modifiziertem und unmodifiziertem PVA vor. Die Kaskade besteht aus vier Schritten, die von drei Enzymen katalysiert werden. Die Kofaktoren werden dabei in situ recycelt, sodass sich diese Kaskade auch für industrielle Anwendungen eignet. Abstract : Der biologische Abbau von wasserlöslichem PVA durch Mikroorganismen erfolgt langsam und häufig unter Beteiligung von Pyrrolochinolinchinon (PQQ)‐abhängigen Enzymen. In dieser Studie stellen wir einen modifizierten PVA‐Film mit verbesserten Eigenschaften sowie eine PQQ‐unabhängige, neue Enzymkaskade vor. Letztere besteht aus einer Lipase, einer Alkoholdehydrogenase und einer Baeyer–Villiger‐Monooxygenase für den Abbau von modifiziertem und unmodifiziertem PVA.