Síntesis química más sencilla, ecológica y barata
La producción química industrial tradicional se basa en reactivos y disolventes fuertes, generalmente tóxicos y costosos que participan de procesos con muchas etapas. En biotecnología industrial es posible utilizar biocatalizadores naturales poderosos como las enzimas o microorganismos de células completas para desarrollar procesos de muchas etapas de reacción de forma directa (reacciones en cascada) sin que sea necesario aislar los intermediarios. El objetivo del proyecto de formación financiado por la Unión Europea BIOCASCADE (Biocatalytic cascades to access valuable building blocks) se basa en la biotecnología industrial para preparar compuestos con aplicaciones en la síntesis de productos naturales y de elementos básicos para materiales avanzados. La formación multidisciplinaria de gran alcance explica el éxito del proyecto. Los miembros del equipo desarrollaron una cascada de óxidorreducción simultánea basada en biocatalizadores a fin de transformar los α-aminoácidos naturales en α-hidroxiácidos de gran valor, que son importantes en los productos comerciales, incluidos los exfoliantes para el cuidado de la piel. La coexpresión de los biocatalizadores requeridos en el mismo plásmido supuso una mejora en la metodología en lo que respecta a las aplicaciones industriales. Estos resultados del trabajo han sido publicados en dos artículos en revistas científicas con comité de lectura. Otra reacción directa apuntó a un tipo de reacción particularmente difícil para la cual no se dispone de transformación enzimática química o de una sola etapa, a saber, la paravinilación de fenoles. El equipo combinó enzimas formadoras de enlaces de carbono (C-C) con enzimas que degradan los enlaces de carbono y nitrógeno. La funcionalización específica y selectiva resultante de los fenoles permite disponer de elementos básicos de alto valor químico. Se trata de resultados sin precedentes, por lo que se ha presentado una solicitud de patente y los resultados han sido presentados en una revista con comité de lectura de gran difusión. Por último, se definió un proceso en cascada de cuatro etapas que combina las enzimas creadoras de enlaces C-C y oxidorreductasas para la producción de ácidos lácticos arilo. Estos elementos básicos naturales son especialmente interesantes para la industria de productos farmacéuticos y cosméticos. Actualmente, los científicos preparan los artículos correspondientes con los resultados. Gracias a BIOCASCADE se dispone de nuevos métodos de síntesis directa para productos naturales a base de biotecnología industrial. Las consecuencias sobre la competitividad y la sostenibilidad de la industria química de la Unión Europea serán importantes y permitirán desarrollar productos más ecológicos para el consumo.
Palabras clave
Síntesis química, elementos básicos, enzimas naturales, biotecnología industrial, cascadas biocatalíticas
