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AMINE SYNTHESIS THROUGH BIOCATALYTIC CASCADES

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Enzimas para sustituir los procedimientos de química clásicos

Se están buscando constantemente métodos químicos más seguros y limpios para la síntesis de diferentes compuestos. Unos investigadores europeos diseñaron cascadas enzimáticas que podrían complementar o sustituir los procedimientos químicos clásicos para el desarrollo de productos que contienen aminas.

Salud

Las aminas son importantes intermediarios químicos muy utilizados en la producción de polímeros, productos farmacéuticos y otros productos químicos. Un ejemplo muy conocido es el ácido 6-aminocaproico. Se trata de un compuesto utilizado en la producción de polímeros poliamida en aplicaciones como los productos textiles, revestimientos para suelos u otros productos de nailon. La vía de síntesis química convencional incluye el uso de fenol, consume gran cantidad de energía y produce muchos desechos. Para resolver este problema, los científicos del proyecto financiado por la Unión Europea «Amine synthesis through biocatalytic cascades» (AMBIOCAS) sugirieron aprovechar la actividad catalítica de las enzimas transaminasas para sintetizar aminas. Con este objetivo, se diseñaron genéticamente diferentes transaminasas mutantes y se creó un banco de enzimas. Para el diseño de las formas mutantes se utilizaron las estructuras tridimensionales de varias transaminasas obtenidas por cristalografía de rayos X de proteínas. El plan a largo plazo era utilizar estas enzimas en aplicaciones biotecnológicas para sintetizar grupos funcionales de aminas en diversos productos comerciales. Tras la identificación de las enzimas transaminasas que catalizarían la conversión a aminas, se diseñaron las cascadas enzimáticas para obtener otras funcionalidades químicas. En primer lugar debía resolverse una serie de problemas, incluido el equilibrio termodinámico desfavorable inherente a la conversión de las cetonas a aminas. Gracias al análisis detallado de los parámetros energéticos y de la cinética de la reacción fue posible optimizar las condiciones de reacción y las propiedades enzimáticas. Un paso innovador clave en la cascada enzimática del proyecto AMBIOCAS fue la regeneración del cofactor durante el proceso de múltiples pasos sin la necesidad de separar intermediarios. En definitiva, se simplificó a seis pasos la síntesis enzimática del ácido 6-aminocaproico. Las enzimas presentan una elevada actividad y selectividad, por lo que el método enzimático de AMBIOCAS resulta muy ventajoso desde el punto de vista económico, ya que la síntesis de los productos de interés resulta más limpia. Con esta tecnología, la población estará menos expuesta a los peligrosos productos tóxicos, inflamables y explosivos encontrados habitualmente en la industria química.

Palabras clave

Enzimático, química, amina, fenol, transaminasa, mutantes, biotecnología

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