Los expertos de la Universidad de Nottingham han creado un circuito de reacciones autosostenible que es un método de producción química más ecológico y eficiente.
En su artículo, la conversión de aminas en alcoholes mediada por un ciclo cerrado autosostenible en reacciones continuas, publicada en Catálisis de la naturaleza , las doctoras Francesca Paradisi y Martina Contente de la Universidad de Nottingham producen productos químicos de manera más eficiente a través de un conjunto de reacciones en bucle utilizando enzimas en flujo.
Las reacciones reducen el desperdicio ambiental, son autosuficientes y producen mejores cualidades del producto final.
Las enzimas en flujo, como se usan como una serie de 'columnas' llenas de enzimas inmovilizadas y una solución portadora, hacen fluir los reactivos y los productos con velocidades de reacción mucho más rápidas que en las reacciones por lotes normales.
El Dr. Paradisi, Profesor Asociado en Biocatálisis e Ingeniería de Enzimas en la Facultad de Química, explicó que el agua a menudo se usa como el medio en el que pueden tener lugar las reacciones químicas mediadas por enzimas, pero hay un problema en la eliminación de los desechos al final deel proceso.
Ella dijo: "Su agua ahora está algo contaminada con moléculas químicas que se derivan de la compleja transformación que ha tenido lugar, por lo que verterla por el desagüe no es ecológica. Tratar con agua contaminada puede ser muy costoso".
"Con el circuito que hemos creado, el agua se recicla, los subproductos generados se eliminan continuamente y se recuperan a través del proceso, y el agua limpia se utiliza nuevamente como vehículo para los reactivos en la reacción".
La cadena de reacciones se ha creado en un ciclo que se perpetúa a sí mismo y significa que los productos se crean, purifican y aíslan sin la necesidad de intervención manual en cada paso del proceso.
"Imagine que tiene un grifo que, en su flujo de agua, produce un producto valioso entre los menos valiosos. Imagine que tiene un tamiz que filtra el producto que desea", dijo el Dr. Paradisi.
"Entonces imagine que si este grifo pudiera montarse en una fuente de reciclaje de agua, ahora sabe que el agua y los productos menos valiosos que aún son valiosos nunca se pierden, simplemente actúan como portadores de las moléculas valiosas.
"Esto no solo aumenta la eficiencia y ahorra tiempo, sino que crea un sistema de cero desperdicio. También descubrimos que trabajar de esta manera significaba que los rendimientos de algunos productos de alto valor" difíciles de fabricar "también son mucho más altos que los tradicionalesreacciones químicas: más de 20 veces "
En la investigación, que fue financiada por una subvención del Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas, la pareja usó aminas producidas naturalmente en el cuerpo como dopamina, triptamina e histaminas. Luego usaron el ciclo de reacciones para convertirlas en alcoholescomo el 4-hidroxitirosol, que es un antioxidante y típicamente más difícil de producir.
El Dr. Paradisi dijo: "Estos alcoholes son muy buscados en la creación de productos farmacéuticos, aditivos alimentarios, para crear perfumes y aromas y son difíciles y muy caros de producir. Las estrategias químicas tradicionales pueden requerir hasta dos semanas para producir un rendimientodel 5 al 13 por ciento para la molécula más desafiante. Hemos descubierto que podemos producir alrededor del 70 por ciento en 45 minutos ".
Y la investigación no se limita a los alcoholes, ya que el proceso se puede transferir para crear otros productos.
"Las posibilidades para esto son enormes, se trata de la aplicación correcta", agregó el Dr. Paradisi. "Podemos tomar cualquier molécula de interés y ver si podemos diseccionarla paso a paso, pensando qué enzima podría catalizar la reacción enreversa, hasta que lleguemos a un material de partida simple. Luego podemos ensamblar las enzimas en secuencia, al igual que creando un bio-sistema artificial donde el primer producto es el sustrato del siguiente paso enzimático, hasta que se logre la molécula final.sistema biológico, esta fábrica enzimática ex vivo es mucho más robusta, podemos aumentar dramáticamente la cantidad de enzima responsable de cada paso porque nunca se pierde, está contenida en el reactor, ajusta la velocidad relativa de cada reacción, paraconversiones muy rápidas
"No tenemos que preocuparnos por la integridad de la célula o la toxicidad potencial de la s molécula s para el sistema biológico. El flujo efectivamente significa que si cada paso está optimizado, podemos tratar cada parte de la cascadacomo una entidad separada. Finalmente, volviendo las aguas residuales al principio, llevando algunos de los componentes auxiliares que necesitan las enzimas para funcionar, aumentamos exponencialmente la productividad del sistema. Esta es una nueva forma de trabajar con enzimas que nunca ha funcionadohecho antes "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Nottingham . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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