Prasad, A.K., Kalra, N., Yadav, Y., Singh, S.K., Sharma, S.K., Patkar, S., Lange, L., Olsen, C.E., Wengel, J., Parmar, V.S.
“Selective biocatalytic deacylation studies on furanose triesters: A novel and efficient approach towards bicyclonucleosides”
(Estudios de desacilación biocatalítica selectiva en triésteres de furanosa: una estrategia eficaz y novedosa para los biciclonucleósidos). Organic and Biomolecular Chemistry, 5 (21), pp. 3524-3530. (2007)

Resumen

Lipozyme® TL IM cataliza la desacilación de 4-C-aciloximetilo-3,5-di-O-acilo-1,2-O-(1-metiletilideno)-β-l-treo- pentofuranosa para formar 3,5-di-O-acilo-4-C-hidroximetilo-1,2-O-(1-metiletilideno)-α-d-xilo-pentofuranosa de manera sumamente selectiva y eficaz. La velocidad de la desacilación de la furanosa de tributanoilo catalizada con la lipasa es 2,3 veces más rápida que la velocidad de desacilación del derivado de furanosa de triacetilo. Para confirmar la estructura de este producto desacilado y catalizado con la lipasa, se lo convirtió en un derivado del azúcar bicíclico, que puede usarse para la síntesis de los nucleósidos bicíclicos relevantes para el desarrollo de oligonucleótidos antisentido y antígeno novedosos. Asimismo, se ha establecido que el producto monohidroxi de la reacción catalizada con la lipasa es resultado de la desacilación selectiva de la función de 4-C-aciloximetilo en el sustrato y no de cualquier proceso de migración de acilos. © The Royal Society of Chemistry.

 

Pernille Tofteng, A., Hansen, T.H., Brask, J., Nielsen, J., Thulstrup, P.W., Jensen, K.J.
“Synthesis of functionalized de novo designed 8-16 kDa model proteins towards metal ion-binding and esterase activity”
(Síntesis de las proteínas hacia la actividad esterasa y de unión a los iones de metal). Organic and Biomolecular Chemistry, 5 (14), pp. 2225-2233. (2007)

Resumen

El diseño de novo y la síntesis química total de las proteínas constituyen un enfoque muy útil para los estudios biológicos y biofísicos que tienen la capacidad para preparar proteínas artificiales con propiedades adaptadas, posiblemente relevantes para los estudios biofísicos, la ciencia de materiales, la nanobiociencia y las sondas moleculares. En este artículo, se utiliza el concepto de hidratos de carbono como plantillas —desarrollado previamente— en el diseño de novo de proteínas modelo (haces de hélices artificiales) denominadas “carboproteínas”. El haz de cuatro hélices alfa es una estructura macromolecular donde cuatro hebras peptídicas de hélice alfa anfifílicas forman un núcleo hidrofóbico. En esta instancia, se modifica la estructura para lograr actividad catalítica y de unión a los iones metálicos. Se informa lo siguiente: (i) prueba de efectos direccionales a partir de diferentes plantillas de hidratos de carbono tetravalentes; (ii) síntesis y evaluación de carboproteínas con grupos fenoles, piridilos o imidazolilos como ligandos potenciales para la unión a los iones metálicos así como para la catálisis. Los resultados incluyen lo siguiente: (i) respaldo de nuestro hallazgo “controvertido” previo que indicaba que, para algunas carboproteínas, el grado de helicidad alfa depende de la plantilla, es decir que, en cierta medida, la plantilla ejerce un efecto controlador; (ii) demostración de la unión de Cu(ii) a las carboproteínas tetrafuncionales por espectrometría de masas con ionización por electropulverización y analizador de tiempo de vuelo (ESI-TOF-MS), espectrometría de absorción en el UV-VIS y espectrometría de masas de plasma de acoplamiento inductivo con cromatografía de exclusión molecular (SEC-ICP-MS); (iii) una investigación cinética de la actividad de las esterasas. © The Royal Society of Chemistry.

 

Prasad, A.K., Kalra, N., Yadav, Y., Kumar, R., Sharma, S.K., Patkar, S., Lange, L., Wengel, J., Parmar, V.S.
“Deacylation studies on furanose triesters using an immobilized lipase: Synthesis of a key precursor for bicyclonucleosides”
(Estudios de desacilación en triésteres de furanosa con lipasa inmovilizada: síntesis de un precursor clave para biciclonucleósidos). Chemical Communications, (25), pp. 2616-2617. (2007)

Resumen

Lipozyme® TL IM inmovilizada en sílice cataliza la desacilación de 4-C-aciloximetilo-3,5-di-O-acilo-1,2-O-(1-metiletilideno)-β-l-treo- pentofuranosa para formar 3,5-di-O-acilo-4-C-hidroximetilo-1,2-O-(1-metiletilideno)-α-d-xilo-pentofuranosa de manera sumamente selectiva y eficaz. © The Royal Society of Chemistry.

 

Larsen, T.O., Lange, L., Schnorr, K., Stender, S., Frisvad, J.C.
“Solistatinol, a novel phenolic compactin analogue from Penicillium solitum”
(Solistatinol: un análogo novedoso de la compactina fenólica, obtenido de Penicillium solitum). Tetrahedron Letters, 48 (7), pp. 1261-1264. (2007)

Resumen

Se aisló solistatinol, un análogo de la compactina fenólica novedoso, a partir de Penicillium solitum mediante una estrategia guiada por UV. Se determinaron la estructura y la estereoquímica relativa por espectrometría de resonancia magnética nuclear y espectrometría de masas. La estereoquímica absoluta se determinó por degradación química y comparación de los datos de la espectroscopía de dicroísmo circular con los datos de la bibliografía. © 2006 Elsevier Ltd. Todos los derechos reservados.

 

Coward-Kelly, G., Chen, R.R.
“A window into biocatalysis and biotransformations”
(Ventana hacia la biocatálisis y las biotransformaciones). Biotechnology Progress, 23 (1), pp. 52-54. (2007)

Resumen

Se presentaron ocho artículos en el simposio de “Los avances en biocatálisis” de este año durante el 232.º Encuentro Nacional de ACS, los cuales destacan los desarrollos más recientes en el campo de la biocatálisis. Los investigadores de la industria y del entorno académico han abordado varios problemas fundamentales en el campo de la biocatálisis, tales como la cantidad limitada de enzimas comerciales que pueden obtenerse a granel, la estabilidad y la actividad enzimáticas limitadas en los entornos no acuosos y los problemas de permeabilidad y localización de células en sistemas de células enteras. Es posible detectar una tendencia en estas ocho charlas: la introducción de herramientas y tecnologías nuevas para abordar los diversos desafíos que surgen en la biocatálisis. La nanotecnología, la bioinformática, la ingeniería metabólica y de membrana celular (para diseñar catalizadores de células enteras) y la ingeniería de proteínas (para mejorar las enzimas y crear otras novedosas) son cada vez más habituales en los laboratorios de investigación y brindan soluciones satisfactorias a los problemas en el campo de la biocatálisis. Durante el simposio, se resaltaron los avances significativos realizados en diversos aspectos de la biocatálisis, desde los hallazgos hasta las aplicaciones industriales. © 2007 American Chemical Society and American Institute of Chemical Engineers.

 

Brennan, J.L., Hatzakis, N.S., Tshikhudo, T.R., Dirvianskyte, N., Razumas, V., Patkar, S., Vind, J., Svendsen, A., Nolte, R.J.M., Rowan, A.E., Brust, M.
“Bionanoconjugation via click chemistry: The creation of functional hybrids of lipases and gold nanoparticles”
(Bionanoconjugación por química clic: la creación de híbridos funcionales de lipasas y nanopartículas de oro). Bioconjugate Chemistry, 17 (6), pp. 1373-1375. (2006)

Resumen

Se ha desarrollado un método sencillo y versátil para preparar conjugados de nanopartículas de oro y enzimas funcionales por medio de la química “clic”. En una cicloadición de 1,2,3-triazoles catalizada con cobre, se unió una lipasa de Thermomyces lanuginosus funcionalizada en acetileno a nanopartículas de oro hidrosolubles funcionalizadas en azida en condiciones de retención de la actividad enzimática. Se caracterizaron los productos por electroforesis en gel y valoración de la actividad de la lipasa por fluorometría. Se estima que a cada nanopartícula se le une el equivalente de cerca de siete moléculas de lipasa totalmente activas. © 2006 American Chemical Society.

 

Prasad, A.K., Mukherjee, C., Sharma, D., Rastogi, S., Mangalam, A., Jha, A., Olsen, C.E., Patkar, S.A., Parmar, V.S.
“Synthesis and lipase-catalyzed resolution studies on novel (±)-2-(2-acetoxyethyl)-4-arylmethyl-3-oxo-3,4-dihydro-2H-1,4-benzoxazine-6-carboxylates”
(Estudios de síntesis y resolución catalizada con lipasa de (±)-2-(2-acetoxietil)-4-arilmetilo-3-oxo-3,4-dihidro-2H-1,4-benzoxazina-6-carboxilatos de metilo novedosos). Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 40 (3-4), pp. 101-110. (2006)

Resumen

Se sintetizaron cinco (±)-2-(2-acetoxietil)-4-arilmetilo-3-oxo-3,4-dihidro-2H-1,4-benzoxazina-6-carboxilatos de metilo novedosos y se estudió su resolución catalizada con lipasa mediante desacetilación estereoselectiva de la fracción de acetoxietilo presente en la molécula estudiada. Se observó que Novozyme®-435 en tetrahidrofurano cataliza de manera eficaz la desacetilación enantioselectiva de estas dihidrobenzoxazinas de acetoxietilo que forman los (+)-4-arilmetilo-2-(2-hidroxietilo)-3-oxo-3,4-dihidro-2H-1,4-benzoxazina-6-carboxilatos de metilo enriquecidos ópticamente. Se observó que la reacción biocatalítica era tanto quimioselectiva como enantioselectiva, dado que la lipasa cataliza exclusivamente la desesterificación de la función éster derivada del residuo hidroxi alcohólico en la molécula por sobre la derivada del grupo de ácido carboxílico aromático. © 2006 Elsevier B.V. Todos los derechos reservados.

 

Jensen, K.J., Brask, J.
“Carbohydrates in peptide and protein design”
(Hidratos de carbono en el diseño de péptidos y proteínas). Biopolymers - Peptide Science Section, 80 (6), pp. 747-761. (2005)

Resumen

Los monosacáridos y los aminoácidos son los pilares fundamentales del montaje de los polímeros de la naturaleza. Tienen aspectos estructurales diferentes y, en gran parte, grupos funcionales distintos. La oligomerización da lugar a los oligosacáridos y a los péptidos, respectivamente. Si bien se encuentran hidratos de carbono y péptidos en conjunto en la naturaleza —por ejemplo, en los glucopéptidos—, el objetivo de esta revisión es la reforma radical de las estructuras peptídicas por medio de los hidratos de carbono, en particular los monosacáridos y los oligosacáridos cíclicos, para producir péptidos novedosos, peptidomiméticos y proteínas abióticas. Estas moléculas híbridas —quimeras— tienen propiedades que surgen, en gran parte, de la combinación de las características estructurales de los hidratos de carbono con la diversidad grupal funcional de los péptidos. Este campo incluye glucopéptidos sintéticos diseñados de novo, aminoácidos del azúcar (hidrato de carbono), andamiajes de los hidratos de carbono para los peptidomiméticos no peptídicos de péptidos cíclicos, péptidos funcionalizados en ciclodextrina y carboproteínas, es decir, proteinomiméticos basados en hidratos de carbono. El éxito de estas aplicaciones demuestra la utilidad general de los hidratos de carbono en la arquitectura de los péptidos y las proteínas. © 2005 Wiley Periodicals, Inc.

 

Sharma, A.K., Kumar, R., Canteenwala, T.C., Parmar, V.S., Patkar, S., Kumar, J., Watterson, A.C.
“Biocatalytic synthesis and characterization of copolymers based on poly(ethylene glycol) and unsaturated methyl esters”
(Síntesis biocatalítica y caracterización de copolímeros basados en poli(etilenglicol) y ésteres metílicos insaturados) Journal of Macromolecular Science - Pure and Applied Chemistry, 42 A (11), págs. 1515-1521. (2005)

Resumen

La síntesis orgánica biocatalítica ha demostrado ser un avance importante en el área de la síntesis polimérica. La metodología benigna para el ambiente y el uso de condiciones de reacción leves son los sellos distintivos de este enfoque. Hemos estudiado la síntesis biocatalítica de poliésteres insaturados en condiciones sin solvente mediante la copolimerización de condensación de dimetilfumarato y dimetilmaleato con polietilenglicol (PEG) catalizado con Novozyme435 (lipasa B de Candida antarctica inmovilizada). Las estructuras de los polímeros que se obtuvieron, poli(etilenglicol)codimetilfumarato y poli(etilenglicol)codimetilmaleato, se estudiaron desde sus espectros de C-NMR 1 H y 13. Se determinaron los pesos moleculares de los polímeros mediante cromatografía de exclusión molecular. Copyright © Taylor & Francis, Inc.

 

Damager, I., Jensen, M.T., Olsen, C.E., Blennow, A., Møller, B.L., Svensson, B., Motawia, M.S.
“Chemical synthesis of a dual branched malto-decaose: A potential substrate for α-amylases”
(Síntesis química de una maltodecaosa de dos ramas: sustrato potencial de las α-amilasas). ChemBioChem, 6 (7), pp. 1224-1233. (2005)

Resumen

Se demostró la estrategia de bloques convergentes para su uso general en la síntesis eficaz de los α-(1→4)- y α-(1→6)-maltooligosacáridos complejos con la primera síntesis química de un maltooligosacárido, el decasacárido 6,6″″-bis(α-maltosil)-maltohexaosa, con dos puntos de ramificación. Con base en este oligosacárido ramificado y definido químicamente como sustrato, se estudió el patrón de disociación de siete α-amilasas. Las α-amilasas de saliva humana, páncreas porcino, α-amilasa 2 de cebada y α-amilasa 1 de cebada recombinante hidrolizaron el decasacárido de manera selectiva. Esto produjo un hexasacárido ramificado y un tetrasacárido ramificado. Las α-amilasas de Asperagillus oryzae, Bacillus licheniformis y Bacillus sp. se adhirieron al decasacárido en dos sitios diferentes, de modo tal que produjeron dos pentasacáridos ramificados o un hexasacárido ramificado y un tetrasacárido ramificado. Asimismo, se evaluaron las enzimas en un octasacárido 6-α-maltosilo-maltohexaosa de una sola rama, preparado a partir de 6,6″″-bis(α-maltosilo)-maltolhexaosa por tratamiento con dextrinasa límite de malta. Se observó un patrón de disociación similar al hallado para el sustrato de maltooligosacárido lineal. © 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.

 

Bywater, R.P., Poulsen, T.A., Røgen, P., Hjorth, P.G.
“De novo generation of molecular structures using optimization to select graphs on a given lattice”
(Generación de novo de estructuras moleculares con optimización para seleccionar gráficos en una red cristalina determinada). Journal of Chemical Information and Computer Sciences, 44 (3), pp. 856-861. (2004)

Resumen

Un problema recurrente en la química orgánica es la generación de estructuras moleculares nuevas que se ajusten a ciertos conjuntos predeterminados de restricciones estructurales impuestas como parte de un esfuerzo para desarrollar ciertas propiedades requeridas en la estructura recientemente generada. Un ejemplo de esto es el modelo farmacóforo, utilizado en la química medicinal para orientar el diseño de novo o la selección de estructuras adecuadas a partir de las bases de datos de compuestos.Un ejemplo de esto es el modelo farmacóforo, que se utiliza en la química medicinal para orientar el diseño de novo o la selección de estructuras adecuadas a partir de las bases de datos de compuestos. En este caso, se propone un método que une de manera eficaz una cantidad selecta de posiciones del átomo requeridas, a la vez que dirige el esqueleto molecular emergente para evitar las posiciones prohibidas. El proceso de unión tiene lugar en una red cristalina cuya longitud de escalón y geometría general se diseñaron para que coincidieran con las arquitecturas típicas de las moléculas orgánicas. Se utiliza un método de optimización para seleccionar entre los diferentes gráficos posibles. Este enfoque queda demostrado en un ejemplo en el cual se dispone de estructuras cristalinas del mismo ligando (en este caso, rígido) que forman un complejo con diferentes proteínas.

 

H. J. Deussen; M. Zundel; M. Valdois; S. V. Lehmann; V. Weil V; C. M. Hjort; P.R. Ostergaard; E. Marcussen; S. Ebdrup.
“Process development on the enantioselective enzymatic hydrolysis of S-ethyl 2-ethoxy-3-(4-hydroxyphenyl)propanoate”
(Desarrollo del proceso para la hidrólisis enzimática enantioselectiva de S-etilo 2-etoxi-3-[4-hidroxifenilo]propanoato). Organic Process Research and Development, 7 (1), 82-88 (2003).

Resumen

Se ha desarrollado un enfoque biocatalítico novedoso para la producción a escala industrial de ácido S-2-etoxi-3-(4-hidroxifenilo)ácido propiónico S-1 a partir del éster etílico racémico rac-2 por hidrólisis enantioselectiva. S-1 es un pilar importante en la síntesis de agonistas de PPAR-α y PPAR-γ como Ragaglitazar [NNC 61-0029 ((-)DRF2725)]. Los antecedentes del desarrollo abarcan la selección de la enzima, la optimización de biocatalizador y los procesos, y la ampliación a escala en una planta piloto. De este modo, el proyecto resultó sumamente interdisciplinario, ya que combinaba la biotecnología y las tecnologías químicas. El proceso final se llevó a cabo con éxito en una escala piloto de 44 kg con rendimientos del 43 % al 48 % y con purezas enantioméricas (98,4 %-99,6 % ee).

 

O. Kirk; M.W. Christensen.
“Lipases from Candida antarctica - unique biocatalysts from a unique origin”
(Lipasas de Candida antarctica: biocatálisis única de origen exclusivo). Organic Process Research & Development, 6, 446-451 (2002)

Resumen

Se ha caracterizado la especificidad de la lipasa-A de Candida antarctica (CALA) para aclarar en profundidad el alcance del biocatalizador. Se observó que la lipasa exhibe una actividad prácticamente uniforme hacia diversos alcoholes primarios y ácidos carboxílicos de cadena recta, y solamente una actividad menor hacia los ácidos de cadenas cortas. Un dato más interesante es que se observó que la enzima exhibe una actividad elevada hacia una sorprendente diversidad de alcoholes con impedimentos estéricos, incluidos los alcoholes secundarios y terciarios. Según estos resultados, CALA puede aplicarse de manera exclusiva a la conversión de sustratos altamente ramificados donde la mayoría de las otras lipasas no exhiben ninguna actividad. Se ha aplicado una tecnología de inmovilización nueva y, posiblemente, muy rentable, con granulación a base de sílice en la inmovilización de la lipasa B de la misma levadura (CALB). Se obtuvieron partículas sumamente estables con una actividad similar a la de las preparaciones inmovilizadas de esta enzima disponibles a nivel comercial.

 

T.L. Husum; C.T. Jørgensen; M.W. Christensen; O. Kirk.
“Enzyme Catalysed Synthesis in Ambient Temperature Ionic Liquids”
(Síntesis catalizada con enzimas en líquidos iónicos a temperatura ambiente). Biocatalysis and Biotransformation, 19, 331-338 (2001)

Resumen

Se ha estudiado la actividad de tres lipasas diferentes, una glucosidasa y una proteinasa en líquidos iónicos. Los líquidos iónicos a temperatura ambiente representan una clase nueva de disolventes que no son volátiles ni inflamables y, por lo tanto, constituyen una alternativa interesante a los disolventes orgánicos tradicionales. Durante el monitoreo de la síntesis de un éster sencillo, se observó que todas las lipasas exhibían una actividad y estabilidad excelentes en el líquido iónico no polar de 1-butil-3-metilimidazolio hexafluorofosfato ([bmin][PF6], 1). Asimismo, se observó que la β-galactosidasa de Escherichia coli y la proteinasa de subtilisina Savinase(TM) exhibían una actividad hidrolítica en una solución acuosa al 50 % del líquido iónico miscible en agua de 1-butil-3-metilimidazolio tetrafluoroborato ([bmin][BF4], 2), similar a la actividad observada en soluciones acuosas al 50 % de etanol y acetonitrilo.

 

E.M. Anderson; K.M. Larsson; O. Kirk.
“One Biocatalyst - Many Applications: The Use of Candida antarctica B-lipase in Organic Synthesis”
(Un biocatalizador, muchas aplicaciones: uso de B-lipasa de Candida antarctica en síntesis orgánica). Biocatalysis and Biotransformation, 16, 181-204 (1998)

Resumen

Se revisó la aplicación de la lipasa B de la levadura Candida antarctica en la síntesis orgánica. Se observó que esta enzima es una lipasa particularmente eficaz y robusta para catalizar una sorprendente diversidad de reacciones, incluidas muchas síntesis regioselectivas y enantioselectivas diferentes. Asimismo, la lipasa B de Candida antarctica es el ejemplo de una enzima cuya especificidad se predijo sobre la base de la estructura cristalina y el modelado de la región del sitio activo. Se comparó dicha predicción con las observaciones experimentales y se halló una correlación estrecha.