Los compuestos orgánicos naturales que contienen flúor son raros porque los organismos vivos, con algunas excepciones, no los producen. Los científicos estadounidenses ahora han diseñado genéticamente un huésped microbiano para el metabolismo de organofluorinos, lo que le permite producir un intermediario fluorado conocido como diketideSegún lo informado en la revista Angewandte Chemie , el diketida podría entonces usarse como un monómero para la producción in vivo de bioplásticos fluorados.
A diferencia de la naturaleza, los químicos usan flúor con frecuencia. Recubrimientos de teflón para sartenes y chaquetas repelentes al agua Gore-Tex, ambas basadas en politetrafluoroetileno, se me ocurren inmediatamente. El flúor también se encuentra en muchos agroquímicos, y alrededor del 20-30% de los productos farmacéuticos modernos., que van desde medicamentos antipalúdicos y citostáticos hasta anestésicos por inhalación, sustitutos de la sangre y agentes de ventilación líquida. Las moléculas de organofluorina también se usan en cristales líquidos para exhibiciones, así como refrigerantes y propulsores amigables con el ozono.
Dado el potencial de los sistemas vivos para producir compuestos químicos altamente complejos, los investigadores que trabajan con Michelle CY Chang en la Universidad de California, Berkeley EE. UU., Pretendían manipular la maquinaria biosintética en las células para usar bloques de construcción fluorados simples para producir nuevos organofluorinosmoléculas objetivo
Para lograr esto, introdujeron genes que codifican tres enzimas particularmente eficientes de una variedad de otros microorganismos en la bacteria Escherichia coli , para construir la vía de biosíntesis de diketida. Estas enzimas pueden usar derivados que contienen flúor de sus sustratos normales. Además, también fue necesario introducir un gen para una proteína de transporte que lleva fluoromalonato, como partida inicial que contiene flúormaterial - en la célula. Las enzimas permitieron que las células usaran la vía de biosíntesis para producir fluoromalonil coenzima A y convertirla en el diétido de 2-fluoro- R -3-hidroxibutirato con alto rendimiento.
Los investigadores introdujeron otro gen para una enzima utilizada por muchas bacterias para fabricar polihidroxialcanoatos PHA, que son poliésteres utilizados para almacenar carbono y energía. Los PHA biodegradables se utilizan en la producción de bioplásticos para aplicaciones como envases de alimentos e implantes médicos.Los nuevos microorganismos genéticamente modificados incorporaron los diétidos fluorados en los PHA que producían, generando polímeros que contenían de 5 a 15% de monómeros fluorados. Los bioplásticos fluorados eran menos frágiles que los PHA sin flúor. La incorporación controlada de monómeros fluorados podría permitir una variación específica depropiedades de los bioplásticos.
Los investigadores también esperan utilizar el componente clave fluoromalonil coenzima A para producir un amplio espectro de pequeñas moléculas fluoradas en células vivas para aplicaciones farmacéuticas.
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Materiales proporcionados por Wiley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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