Enzyme sind aufgrund ihrer definierten Substrat- und Produktspezifität sowie der hohen Chemoselektivität wichtige Biokatalysatoren für die Synthese von Feinchemikalien, Aromastoffen und Pharmazeutika [1]. Die Entwicklung eines Enzyms ist notwendig, wenn eine chemische Reaktion für eine bestimmte industrielle Anwendungen spezifisch und unter milden Prozessbedingungen ablaufen soll.
Für die Entwicklung von Enzymen gibt es zwei wesentliche Schritte, die am Fraunhofer IGB bearbeitet werden. Der erste Schritt beinhaltet die Identifizierung geeigneter Enzyme oder Enzymvarianten in der Natur. Ein zweiter Schritt zielt auf die Verbesserung bekannter Enzyme durch Änderung ihrer Struktur über gerichtete Evolution oder rationalem Design. In der technischen Anwendung sind Stabilität, Aktivität und Substratspezifität eines Enzyms meist von großem Interesse. Dabei spielt vor allem die Enantioselektivität von Enzymen eine große Rolle, um die chirale Reinheit des Reaktionsproduktes zu gewährleisten. Außerdem ist die Löslichkeit von Enzymen nach der Expression ein wichtiges Optimierungsziel, um die Enzym-Ausbeuten in der späteren Aufarbeitung (Down Stream Processing) zu erhöhen.