In diesem Projekt wird das rationale Design von porösen 3-D-Enzymelektroden angestrebt, die eine neuartige enzymatische Kaskade mit elektrochemischer Regeneration des Cofaktors Nikotinamid-Adenin-Dinukleotid-Phosphat (NAD(P)H) umfassen. Dies wird am Beispiel von flavinabhängigen Enzymen wie Baeyer-Villiger-Monooxygenasen in Kombination mit Enoat-Reduktasen gezeigt, die beide NAD(P)H benötigen. Für beide Enzyme werden chirale Lactone die Zielverbindungen sein, die auch als Polymervorläufer dienen können. Wir streben eine direkte NAD(P)H-Regeneration an der Elektrodenoberfläche an, an der außer Elektronen keine weiteren Komponenten beteiligt sind. Für die direkte Regeneration des Co-Faktors ist die Verwendung von Kohlenstoff-Metall-Verbundelektroden von besonderem Interesse, insbesondere im Hinblick auf Stabilitätsfragen und die Möglichkeit, höhere Stromdichten zu erreichen. Die Selektivität von Metallelektroden gegenüber der enzymatisch aktiven NAD(P)H-Form wird durch Elektrodenpotential, Oberflächenmodifikationen und Elektroden-Nanostrukturierung eingestellt. Rationales Proteindesign und gerichtete Evolution werden eingesetzt, um die Enzyme an die für den elektroenzymatischen Reaktor erforderlichen Bedingungen anzupassen.