Die vorliegende kumulative Doktorarbeit beschäftigt sich mit dem Konzept des ‚Medium Engineering’ für enzymatische Reaktionen Das vorrangige Ziel war die Überwindung von kinetischen und thermodynamischen Limitierungen unter Verwendung von organischen Lösungsmitteln. Verschiedene Konzepte wurden anhand von Alkoholdehydrogenase- und Hydroxynitril Lyase katalysierten Reaktionen untersucht und auf ihre Praktikabilität hin bewertet.
Es konnte gezeigt werden, dass wassermischbare organische Lösungsmittel gezielt zur Beeinflussung von kinetischen Parametern eingesetzt werden können. Am Beispiel einer Alkoholdehydrogenase-katalysierten Reduktion von 2-Butanon konnte erfolgreich eine Substratinhibierung reduziert werden.
Nicht-wassermischbare organische Lösungsmittel eignen sich dagegen vorzugsweise zur Überwindung thermodynamischer Limitierungen. Die nicht-enzymatische Cyanhydrinsynthese konnte unter Verwendung von Zweiphasensystemen deutlich reduziert werden. Darüber hinaus lässt sich mit einem Grenzfall dieses Reaktionssystems die thermodynamisch limitierte Acetophenoncyanhydrin-Synthese von 2 auf 36 % steigern.