Investigadores del Instituto Van 't Hoff de Ciencias Moleculares de la Universidad de Ámsterdam HIMS han desarrollado una gama de compuestos biomiméticos sintéticos para reemplazar las coenzimas naturales NADH y NADPH relativamente caras en las conversiones enzimáticas de relevancia industrial. Muestran que algunas de lascompuestos incluso superan a sus contrapartes naturales. La investigación ha sido publicada en el Revista de la American Chemical Society JACS.
La búsqueda de procesos biocatalíticos ecológicos y asequibles es un desafío para la fabricación de productos químicos. El uso de coenzimas naturales no solo es económicamente poco viable, sino que la estabilidad moderada de estas moléculas impide su implementación en procesos catalíticos a gran escala que emplean el reciclaje de coenzimas.
Ahora, en una publicación conjunta de JACS con investigadores de TU Delft y la Universidad de Manchester, la Dra. Tanja Knaus del grupo de Biocatálisis HIMS dirigida por el Dr. Francesco Mutti describe el gran potencial de una gama de biomiméticos sintéticos para reemplazar las coenzimas naturales NAD P H en biocatálisis redox.
Las nuevas coenzimas biomiméticas son económicas de fabricar y más estables que sus contrapartes biológicas, que se requieren como fuente de hidruro forma reducida NAD P H o aceptor forma oxidada NAD + en reacciones enzimáticas selectivas reductoras y oxidativas.
Superando las contrapartes naturales
Los investigadores de HIMS Biocat han investigado el rendimiento de sus compuestos biomiméticos con una amplia gama de biocatalizadores de oxidorreductasa, en particular enzimas que pertenecen a la familia de las reductasas "ene". Estas enzimas catalizan la reducción asimétrica de los alquenos activados y su actividad puedeser explotado para la síntesis de productos químicos de alto valor como productos farmacéuticos y agroquímicos.
Los investigadores dilucidaron el rendimiento de los biomiméticos a través de la cinética de reacción rápida y de estado estacionario, así como el análisis de las estructuras cristalinas de rayos X de los biomiméticos en complejo con la ene-reductasa XenA. El análisis de los parámetros cinéticos muestraque, en casos seleccionados, estos biomiméticos superan a las coenzimas naturales. Que los diseños basados en laboratorio pueden superar a los disponibles en Nature es bastante notable.
Además, los biomiméticos se han aplicado con éxito a la reducción catalítica asimétrica de los alquenos activados. Cabe señalar que los biomiméticos podrían emplearse en cantidad catalítica ya que se reciclaron in situ a expensas del formiato.
Un futuro para los biocatalizadores redox
Los investigadores de HIMS Biocat concluyen que la implementación de estos biomiméticos sintéticos, así como el diseño de análogos más sofisticados capaces de operar con una variedad de otras oxidorreductasas, facilitará el uso de biocatalizadores redox en la producción de productos químicos y, por lo tanto, transformaráuso de oxidorreductasas más ampliamente en biocatálisis industrial.
Esperan que los biomiméticos "mejores que la naturaleza" puedan encontrar una amplia aplicación en la producción de productos químicos finos y especializados al aprovechar el poder de los biocatalizadores redox estereo, regio y quimioselectivos de alta potencia y permitir reacciones en condiciones moderadas y a bajo costo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universiteit van Amsterdam UVA . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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