Redox Biocatalysis

Oxidoreduktasen sindEnzyme, die Redoxreaktio-

nen �ber Elektronentransfer-vorg�nge katalysieren. Aus che-

mischer und biotechnologischer Sichtsind Oxidoreduktasen besonders auf-

grund ihrer oftmals hohen Chemo-, Regio-und Stereoselektivit�t interessant, hinsichtlich

der sie vielen chemischen Katalysatoren �ber-legen sind. Außerdem werden Oxidoreduktasenh�ufig als ideale Systeme f�r die „gr�ne“Chemie betrachtet. Oxidoreduktasen folgen di-versen, teilweise komplexen Elektronentransfer-mechanismen, die Gegenstand zahlreicher bio-chemischer und mechanistischer Untersuchungender letzten Jahrzehnte waren.

Die Enzymklasse der Oxidoreduktasen be-inhaltet eine enorme Vielfalt biotechnologisch re-levanter Enzymgruppen, z.B. Dehydrogenasen,Oxygenasen, Oxidasen und Peroxidasen. F�r jededieser Enzymgruppen (und sogar f�r individuelleEnzyme) sind in den letzten Jahren zahlreicheFachb�cher, Buchartikel und �bersichtsartikel inFachzeitschriften erschienen, eingeschlossen derermit einem Fokus auf Biokatalyse. Letztere be-schreiben jedoch oftmals spezifische Aspekte in-dividueller Redoxenzyme aus Expertensicht. Dasich dieses Forschungsgebiet zudem sehr dyna-misch entwickelt, sind derzeitige Forschungs-ergebnisse auch nur kurzzeitig aktuell.

Vor diesem Hintergrund haben es sich die Au-toren des Buches Redox Biocatalysis: Fundamen-tals and Applications – D. Gamenara, G. A. Seoane,P. Saenz-M�ndez, und P. Dom�nguez de Mar�a – zurherausfordernden Aufgabe gemacht, den For-schungs- und Wissensstand der Hauptgruppen vonRedoxenzymen aus den letzten drei Jahrzehntenzusammenzufassen. Die Autoren pr�sentiereneinen �bersichtlichen �berblick zu Redoxenzym-katalysierten Reaktionen, deren funktionalen Me-chanismen sowie industrielle Anwendungsbeispie-le. Dabei werden sowohl fr�her erschienene Fach-artikel als auch die aktuellsten Entwicklungendieses Forschungsfeldes zitiert.

Das Buch ist in 8 Kapitel unterteilt. Das Ein-f�hrungskapitel beschreibt kurz die grundlegendenchemischen Prinzipien, biochemischen Eigen-schaften und molekularen Mechanismen von Re-doxenzymen. Dabei werden die Enzyme nach Artdes Kofaktors bzw. prosthetischer Gruppe klassifi-ziert.

Da die meisten Redoxenzyme von Nicotin-amid-Kofaktoren abh�ngig sind, m�ssen redox-enzymatische Prozesse zusammen mit kofaktorre-generierenden Systemen betrieben werden, umçkonomisch realisierbar zu sein. Deshalb wird imzweiten Kapitel besonderer Wert auf die Be-

schreibung genereller Methoden der Kofaktorre-generierung gelegt, wodurch der Einsatz teurerKofaktoren minimiert oder vermieden werdenkann. Aspekte der Kofaktorregenerierung undReaktionsmechanismen spezieller Redoxenzymewerden des Weiteren in den Kapiteln 3, 4, 5 und 8im Zusammenhang mit bestimmten Reaktionenund biokatalytischen Prozessen adressiert.

Die Kapitel 3–5 repr�sentieren den Hauptteildes Buches. Die Autoren f�hren hier eine klarehierarchische Struktur, welche individuelle Grup-pen von Redoxenzymen in entsprechenden indivi-duellen Kapiteln beschreibt. Innerhalb jedes Ka-pitels werden Enzyme bez�glich ihrer katalysiertenchemischen Reaktion klassifiziert und die Reak-tionen verschiedener Dehydrogenasen, Oxygena-sen, Oxidasen und Peroxidasen jeweils zusam-mengefasst. Obwohl tiefergehende Beschreibun-gen der unterschiedlichen Enzymgruppen von„sehr detailliert“ bis „kurz genannt“ variieren, wirddem Leser dennoch eine F�lle von Informationenzu praktisch anwendbaren biokatalytischen Re-doxreaktionen und Prozessen aus der Sicht einesOrganikers vermittelt. Einer der Hauptvorteile desBuches ist deshalb die Mçglichkeit, verschiedeneRedoxenzyme und Redoxreaktionen bez�glichihrer Effizienz und Eignung f�r Synthesen zu ver-gleichen (z.B. Laccasen und Peroxidasen f�r Phe-nolkupplungsreaktionen; Monooxygenasen undPeroxidasen f�r Epoxidierungen von Alkenen).

Kapitel 6 konzentriert sich auf Hydrolase-ka-talysierte Oxidationen. Obwohl dies ein wenig vonder Struktur des Buches abweicht, vermittelt diesesKapitel interessante Informationen zur Enzym-promiskuit�t bez�glich der Substrate und Reakti-onsmechanismen und erl�utert zudem Mçglich-keiten g�nzlich neue chemische Aktivit�ten basie-rend auf bekannten Enzymen zu entwerfen.

Kapitel 7 ist aus meiner Sicht weniger lehrreich.In diesem kurzen Kapitel wurde ein Versuch un-ternommen, diverse Aspekte der Biokatalyse zubeschreiben, unter anderem gerichtete Evolutionvon Redoxenzymen, Hochdurchsatz-Screening,Optimierung des Mediums f�r Redoxreaktionenund mehrstufige enzymkatalysierte Prozesse. DieseAspekte werden jedoch nur oberfl�chlich erw�hntund kçnnten besser in die vorangegangenen Kapi-tel mit Bezug zu speziellen Enzymen und Prozessenintegriert werden. Kapitel 8 beschreibt aktuelleindustrielle Anwendungen von Redoxenzymenund diskutiert ihre Erfolgsaussichten. Die Beispielewurden sehr sorgf�ltig und passend ausgew�hlt.

Leider fallen beim sorgf�ltigen Lesen vieleFehler auf – falsche Enzymbezeichnungen, unge-naue Formulierungen, sowie fehlerhafte oder irre-f�hrende Behauptungen – welche die Qualit�t desBuches schm�lern. Grunds�tzlich ist das Layoutdes Buches aber sinnvoll: Das Inhaltsverzeichnis istperfekt organisiert, und das Buch beinhaltet viele

Redox BiocatalysisFundamentals and Applica-tions. By Daniela Gamenara,Gustavo A. Seoane, PatriciaSaenz-M�ndez und PabloDom�nguez de Mar�a. JohnWiley & Sons, Hoboken,2012. 548 S., geb.,120.00 E.—ISBN 978-0470874202

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&&&& � 2013 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim Angew. Chem. 2013, 125, 2 – 3

Tabellen und Abbildungen, welche den Text visuellunterst�tzen. Vereinzelt finden sich �berlappendeInhalte zwischen individuellen Kapiteln, wasjedoch schwierig zu vermeiden ist, wenn eine ge-wisse Vollst�ndigkeit innerhalb einzelner Kapitelerreicht werden soll. Insgesamt werden in 2780Literaturreferenzen die wichtigsten Original- und�bersichtsartikel zitiert.

Jedes Kapitel enth�lt eine eigene Einleitung,die den Kapitelinhalt skizziert, sowie Schlussfol-gerungen und eine umfassende aktuelle Literatur-liste. Deshalb kann dieses Buch (vor allem die

Kapitel 1–5) als eine Sammlung unabh�ngiger�bersichtsartikel f�r Experten auf den GebietenBiotechnologie und organische Synthese betrachtetwerden. Das Buch hat aber auch Merkmale einesLehrbuches und kann deshalb Nachwuchsforschernauf diesen Gebieten empfohlen werden.

Vlada UrlacherHeinrich-Heine-Universit�t D�sseldorf

DOI: 10.1002/ange.201303335

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&&&&Angew. Chem. 2013, 125, 2 – 3 � 2013 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim www.angewandte.de