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Fîr Lithiumionenakkumulatoren mit hohen Energiedichten gibt es eine überaus große Nachfrage im Bereich tragbarer elektronischer Geräte und Elektrofahrzeuge. Weil die Energiedichten der Lithiumionenakkumulatoren vor allem vom verwendeten Kathodenmaterial abhängen, wird nach alternativen Kathodenmaterialien mit besserer Lithiumnutzung und höherer spezifischer Energiedichte intensiv geforscht. Insbesondere Ni-reiche Lithium-Übergangsmetalloxid-Schichtverbindungen können höhere Kapazitäten als das klassische LiCoO2 bei geringeren Kosten bereitstellen. Sie gelten als besonders vielversprechend, aber sie bergen noch große Herausforderungen bezäglich Lebensdauer, Wärmestabilität und Sicherheit. Hier wird umfassend beschrieben, wie gezielte Veränderungen an der Struktur oder an den Grenzflächen in einer Leistungssteigerung von Ni-reichen Kathodenmaterialien resultieren. Die zugrundeliegenden Mechanismen und die noch zu bewältigenden Herausforderungen werden ebenfalls diskutiert. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Isoprenoids (or terpenoids) are a large and structurally diverse class of biomolecules that are essential for the survival of all forms of life. Despite the vast differences in their final structures and functions, the early steps of isoprenoid biosynthesis in all organisms follow one of only two known biosynthetic pathways: the mevalonate pathway or the methyl erythritol phosphate (MEP) pathway. Interestingly, while humans utilize the mevalonate pathway, many human pathogens rely exclusively on the MEP pathway for the biosynthesis of their isoprenoid compounds. This has led to a number of mechanistic studies of the MEP-specific pathway enzymes, with the ultimate goal of developing small molecule inhibitors as potential drugs. In addition to their therapeutic value, many of the MEP pathway enzymes also catalyze unusual chemical transformations that are not well understood. In this review, we will highlight the recent work by us and others towards the elucidation of the catalytic mechanisms of several key enzymes involved in the early stages of isoprenoid biosynthesis. These include 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate reductoisomerase (DXR) and 1-hydroxy-2-methyl-2-(E)-butenyl-4-diphosphate reductase (IspH) of the MEP pathway, and the type II isopentenyl diphosphate:dimethylallyl diphosphate isomerase (IDI-2) from Staphylococcus aureus. The functions of these enzymes are validated or identified as potential drug targets.