Der erste Teil dieser Arbeit behandelt die biokatalytische Synthese von Statinen und Statinbausteinen. Da Statine noch immer eine große Marktmacht besitzen und jüngste Studien zusätzlich vielfältige, pleiotropische Effekte enthüllten, ist das Erschließen und Optimieren neuer Prozesssysteme zur Synthese neuer Statine oder von Statinbausteinen weiterhin äußerst gefragt und lukrativ. Innerhalb dieser Forschungsarbeit wurde das komplexe Statinmotiv durch stereoselektive, sequenzielle Aldoladdition mit Hilfe einer 2-Deoxy-D-ribose-5-phosphat-Aldolase (DERA) aufgebaut. Zur Identifizierung geeigneter DERA-Enzyme mit vergrößerter Akzeptorsubstrat-Bandbreite und erhöhter Stabilität wurde ein Enzymassay zum Hochdurchsatz-Screenen von DERA-Bibliotheken entwickelt. Für die anschließende, regioselektive Oxidation wurde eine durch Hochdurchsatz-Screening identifizierte Alkoholdehydrogenase (ADH) eingesetzt. Eine gelungene Reaktionsoptimierung zur Eintopfsynthese durch das Implementieren einer Enzymkaskade mit integrierter Cofaktor-Regeneration machen die verfolgte Strategie besonders attraktiv. Die hergestellten Statine wurden in in vitro-Experimenten erfolgreich auf ihre biologische Aktivität getestet.

Ein weiterer Hauptfokus dieser Arbeit lag in der Entwicklung neuer Enzymvarianten der (R)-selektiven Ketoreduktase aus Lactobacillus brevis (LbKRED) in Hinblick auf deren Anwendung zur Produktion des chiralen Medikaments Ticagrelor. Hierzu wurden ausgehend vom Wildtyp der LbKRED über eine Kombination aus rationalem Design und gerichteter Evolution innerhalb zweier Mutationszyklen Enzymbibliotheken konstruiert, die mittels eines eigens entwickelten, fluoreszensbasierten HochdurchsatzAssays auf aktive Varianten geprüft wurden. Die Doppelmutante E144A/L152R, welche die höchste Aktivität aufwies, wurde erfolgreich in einem optimierten, hoch skalierten Reaktionsansatz mit integriertem Cofaktor-Recycling eingesetzt.