Utveckling av en ny biokatalytisk kaskad för förädling av 5-(hydroxymetyl)furfural

Den nära förestående bristen på fossila resurser i kombination med deras associerade miljöfarlighet betonar behovet av utveckling av alternativa, mer hållbara kemikalier. I denna studie utvecklades en enzymatisk kaskad för förädling av 5-(hydroxymetyl)furfural (HMF) till 5-(aminometyl)-2-furfuraldehyd (AMFA). Kaskaden omfattar transaminering av HMF till 5-(hydroxymetyl)furfurylamin (HMFA) följt av oxidation av HMFA till AMFA. Transaminas från Silicibacter pomeroyi (SpATA) immobiliserades via his6-taggar på EziG-proteinbärare från EnginZyme AB. Proteinbärarna placerades i spin-kolonner under transamineringen vilket möjliggjorde omhändertagande av SpATA efter transamineringen av HMF. För oxidationen utvärderades alkoholdyhydrogenas från Thermoanaerobacter brockii och hästlever samt galaktosoxidas från Dactylium dendroides (GOase). Omsättning och produktbildning analyserades med HPLC. Resultaten indikerar att SpATA effektivt katalyserar transamineringen av HMF, att alkohol dehydrogenasen inte förmår katalysera oxidationen av HMF till HMFA och att galaktosoxidaset kan oxidera HMFA med hög omsättning vilket leder oss att tro att den föreslagna kaskaden för förädling av HMF till AMFA är möjlig.The imminent shortage of fossil resources coupled with their associated environmental hazards stresses the need for the development of alternative, more sustainable chemicals. In this study an enzymatic cascade was developed for the valorisation of 5-(hydroxymethyl)furfural (HMF) into 5-(aminomethyl)-2-furfuraldehyde (AMFA). The cascade involves the transamination of HMF into 5-(hydroxymethyl)furfurylamine (HMFA) followed by the oxidation of HMFA into AMFA. Transaminases from Silicibacter pomeroyi (SpATA) was immobilised via his6-tags onto EziG-protein carriers from EnginZyme AB. The protein carriers were placed in spin-columns during the transamination which allowed for salvaging of the SpATA after the transamination of HMF. For the oxidation, alcohol dehydrogenases from Thermoanaerobacter brockii and horse liver as well as galactose oxidase from Dactylium dendroides (GOase) were evaluated. The conversion and product formation were analysed by HPLC. The results indicate that the SpATA efficiently catalyses the transamination of HMF, that the alcohol dehydrogenases are not able to catalyse the oxidation of HMF nor HMFA and that the GOase can oxidize HMFA with high conversion which leads us to believe that the proposed cascade for the valorisation of HMF to AMFA is feasible