Les déshydrogénases sont utilisées comme enzymes pour l’oxydation et la réduction des groupes carbonyles, respectivement des alcools. Ces enzymes sont le plus souvent NAD(P)H-dépendantes. Pour la réduction des aldéhydes et des cétones, la levure de boulangerie est souvent utilisée.
Réductions avec des enzymes isolées : Lors de la réduction d’un groupe carbonyle, le cofacteur NAD(P)H – le donneur d’hydrure – doit être utilisé de manière stœchiométrique, ou être régénéré par réduction in situ du NAD(P)+ en raison des coûts élevés pendant la réaction.
Une possibilité de recyclage du NAD(P)H est l’utilisation d’une seconde enzyme et d’un substrat approprié qui est oxydé : glucose / glucose déshydrogénases, glucose-6-phosphate / glucose-6-phosphate déshydrogénases et alcool / alcool déshydrogénases.
La formate déshydrogénase est couramment utilisée comme enzyme pour l’oxydation de l’acide formique en CO2 pour la récupération du NADH à partir du NAD. Cette méthode est souvent utilisée avec la réduction des groupes carbonyles en alcools et amines mais, cependant, ne peut pas être utilisée pour la récupération du NADPH.
Littérature récente
Dans un milieu réactionnel biphasique pour la réduction biocatalytique asymétrique des cétones avec régénération in situ des cofacteurs, les deux enzymes (ADH et FDH) restent stables. Des réductions avec des cétones peu solubles dans l’eau ont été réalisées à des concentrations de substrat de > 10 mM, et des alcools ont été formés avec de bonnes conversions en haute énantiosélectivité.
H. Groeger, W. Hummel, S. Buchholz, K. Drauz, T. V. Nguyen, C. Rollmann, H. Huesken, K. Abokitse, Org. Lett, 2003, 5, 173-176.
Par une sélection minutieuse d’enzymes appropriées (alcools déshydrogénases et enzymes de recyclage des cofacteurs), le recyclage des cofacteurs du NADH peut être réalisé en présence du recyclage du NADP+ pour obtenir des dérachimisations globales (R)- ou (S)-sélectives de sec-alcools ou une stéréoinversion représentant un concept possible pour un équivalent « vert » de l’inversion de Mitsunobu à forte intensité chimique.
C. V. Voss, C. C. Gruber, K. Faber, T. Knaus, P. Macheroux, W. Kroutil, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 13969-13972.