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"
Organic and Biomolecular Chemistry, 5 (21), pp. 3524-3530. (2007)

Resumo

O Lipozyme® TL IM catalisa a desacilação de 4-C-aciloximetil-3,5-di-O-acil-1,2-O-(1-metiletilideno)-β-l-treo-pentofuranose para formar 3,5-di-O-acil-4-C-hidroximetil-1,2-O-(1-metiletilideno) -α-d-xilo-pentofuranose de uma forma altamente seletiva e eficiente. A taxa de desacilação catalisada por lipase de tributanoíla furanose é 2,3 vezes mais rápida do que a taxa de desacilação do derivado de triacetil furanose. Para confirmar a estrutura do produto desacilado catalisado por lipase, ele foi convertido em um derivado de açúcar bicíclico, que pode ser utilizado para a síntese de nucleotídeos bicíclicos de importância no desenvolvimento de novos oligonucleotídeos antissentido e antigênico. Além disso, foi estabelecido que o produto monohidroxi da reação catalisada por lipase é o resultado da desacilação seletiva da função 4-C-aciloximetil no substrato e não de qualquer processo de migração de acil. © 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"
Organic and Biomolecular Chemistry, 5 (14), pp. 2225-2233. (2007)

Resumo

O delineamento de novo e a síntese química total de proteínas fornece uma abordagem poderosa para estudos biológicos e biofísicos com a capacidade de preparar proteínas artificiais com propriedades personalizadas, potencialmente importantes para estudos biofísicos, ciência dos materiais, nanobiociência e como sondas moleculares. Neste artigo, o conceito de carboidratos desenvolvido anteriormente como modelos é empregado no delineamento de novo de proteínas modelo (feixes de hélice artificial) denominados "carboproteínas". O feixe de 4-α-hélice é uma estrutura macromolecular, em que quatro feixes de peptídeos α-helicoidais anfifílicos formam um núcleo hidrofóbico. Aqui, esta estrutura é modificada para alcançar a ligação íons metálicos e a atividade catalítica. Relatamos: (i) teste de efeitos direcionais de diferentes modelos de carboidratos tetravalentes, (ii) síntese e avaliação de carboproteínas funcionalizadas com porções de fenol, piridil ou imidazolil como ligantes potenciais para ligação de íons metálicos, bem como para catálise. Nossos resultados incluem: (i) apoio à nossa "controversa" descoberta anterior de que, para algumas carboproteínas, o grau de α-helicidade depende do modelo, ou seja, que há, até certo ponto, um efeito de controle do modelo, (ii) demonstração de ligação de Cu(ii) a carboproteínas tetrafuncionais por ionização por eletropulverização da espectrometria de massa por tempo de voo (ESI-TOF-MS, na sua sigla em inglês), espectroscopia de absorção UV-VIS e cromatografia por exclusão de tamanho — espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (SEC- ICP-MS, na sua sigla em inglês); (iii) uma investigação cinética da atividade da esterase. © 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"
Chemical Communications, (25), pp. 2616-2617. (2007)

Resumo

O Lipozyme® TL IM imobilizado em sílica catalisa a desacilação de 4-C-aciloximetil-3,5-di-O-acil-1,2-O-(1-metiletilideno)-β-l-treo-pentofuranose para formar 3,5-di-O-acil-4-C-hidroximetil-1,2-O-(1-metiletilideno)-α-d-xilo-pentofuranose de uma forma altamente seletiva e eficiente. © 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"
Tetrahedron Letters, 48 (7), pp. 1261-1264. (2007)

Resumo

O solistatinol, um novo análogo de compactação fenólica, foi isolado de Penicillium solitum usando uma estratégia guiada por UV. A estrutura e a estereoquímica relativa foram determinadas por espectroscopia por RMN e espectrometria de massa. A estereoquímica absoluta foi determinada por degradação química e pela comparação dos dados do dicroísmo circular com dados de literatura. © 2006 Elsevier Ltd. Todos os direitos reservados.

 

Coward-Kelly, G., Chen, R.R.
"A window into biocatalysis and biotransformations"
Biotechnology Progress, 23 (1), pp. 52-54. (2007)

Resumo

Oitenta artigos foram apresentados no simpósio "Avanços em Biocatálise" deste 232º Associação Química Americana, destacando o desenvolvimento mais recente na biocatálise. Pesquisadores da indústria e acadêmicos estão abordando vários problemas fundamentais na biocatálise, incluindo o número limitado de enzimas comercialmente disponíveis que podem ser fornecidas em quantidades grandes, a estabilidade e a atividade enzimáticas limitadas em ambientes não aquosos e a questão da permeabilidade e os problemas de localização celular em sistemas de células inteiras. Uma tendência que pode ser discernida nessas oito palestras é a infusão de novas ferramentas e tecnologias para abordar vários desafios que enfrentam a biocatálise. A nanotecnologia, a bioinformática, a engenharia de membranas celulares e a engenharia metabólica (para engenharia de catalisadores de células inteiras) e a engenharia de proteínas (para melhorar as enzimas e criar novas enzimas) estão sendo usadas rotineiramente em laboratórios de pesquisa e estão fornecendo soluções satisfatórias para os problemas de biocatálise. Progressos significativos em vários aspectos da biocatálise, desde a descoberta até as aplicações industriais, foram destacados neste simpósio. © 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"
Bioconjugate Chemistry, 17 (6), pp. 1373-1375. (2006)

Resumo

Um método simples e versátil para a preparação de conjugados funcionais de nanopartículas enzimáticas de ouro com química de "clique" foi desenvolvido. Numa cicloadição de 1,2,3-triazole catalisado por cobre, uma lipase de Thermomyces lanuginosus funcionalizada por acetileno foi ligada a nanopartículas de ouro solúveis em água funcionalizadas por azida sob retenção de atividade enzimática. Os produtos foram caracterizados por eletroforese em gel e um ensaio de atividade de lipase fluorométrica. Estima-se que o equivalente a aproximadamente sete moléculas de lipase totalmente ativas esteja ligado a cada nanopartícula. © 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"
Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 40 (3-4), pp. 101-110. (2006)

Resumo

Foram sintetizados cinco novos (±)-2-(2-acetoxietil)-4-arilmetil-3-oxo-3,4-dihidro-2H-1,4-benzoxazina-6-carboxilatos de metila e sua resolução catalisada por lipase através de desacetilação estereoseletiva da fração de acetoxietil presente na molécula estudada. Observou-se que o Novozyme®-435 em THF (Tetraidrofurano) catalisa eficientemente a desacetilação enantioseletiva destas dihidrobenzoxazinas de acetoxietil levando à formação de (+)-4-arilmetil-2-(2-hidroxietil)-3-oxo-3,4-dihidro-2H-1,4-benzoxazina-6-carboxilatos de metila. Verificou-se que a reação biocatalítica era quimiosseletiva e enantiosseletiva, porque a lipase exclusivamente catalisa a desesterificação da função éster derivada da fração hidroxi alcoólica na molécula sobre a derivada do grupo ácido carboxílico aromático. © 2006 Elsevier B. V. Todos os direitos reservados.

 

Jensen, K.J., Brask, J.
"Carbohydrates in peptide and protein design"
Biopolymers - Peptide Science Section, 80 (6), pp. 747-761. (2005)

Resumo

Os monossacarídeos e os aminoácidos são componentes fundamentais na formação de polímeros da natureza. Eles têm diferentes aspectos estruturais e, em grande parte, diferentes grupos funcionais. A oligomerização dá origem a oligossacarídeos e peptídeos, respectivamente. Enquanto os carboidratos e os peptídeos podem ser encontrados na natureza de maneira conjunta, por exemplo, em glicopeptídeos, o objetivo desta revisão é o redelineamento radical de estruturas peptídicas usando carboidratos, particularmente monossacarídeos e oligossacarídeos cíclicos, para produzir peptídeos novos, peptidomiméticos e proteínas abióticas. Essas moléculas híbridas, quimeras, possuem propriedades provenientes principalmente da combinação das características estruturais dos carboidratos com a diversidade funcional do grupo de peptídeos. Esse campo inclui glicopeptídeos sintéticos com delineamento de novo, aminoácidos de açúcar (carboidratos), scaffolds de carboidratos para peptidomiméticos não peptídicos de peptídeos cíclicos, peptídeos funcionalizados com ciclodextrina e carboproteínas, isto é, proteínas como miméticos com base em carboidratos. Essas aplicações bem-sucedidas demonstram a utilidade geral dos carboidratos na arquitetura de peptídeos e 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"
Journal of Macromolecular Science - Pure and Applied Chemistry, 42 A (11), pp. 1515-1521. (2005)

Resumo

A síntese orgânica biocatalítica provou ser um avanço significativo na área da síntese de polímeros. A metodologia benigna para o meio ambiente e o uso de condições leves de reação são uma característica desta abordagem. Estudamos a síntese biocatalítica de poliésteres insaturados sob condições sem solvente pela copolimerização por condensação de fumarato de dimetilo e maleato de dimetilo com polietilenoglicol (PEG) catalisado pelo Novozyme435 (lipase B imobilizada de Candida antarctica). As estruturas dos polímeros resultantes, o poli(etilenoglicol) fumarato de codimetilo e o poli(etilenoglicol) ​maleato de codimetilo a partir dos seus espectros 1 H e 13 CNMR. Os pesos moleculares de polímeros foram determinados por cromatografia por exclusão de tamanho. 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"
ChemBioChem, 6 (7), pp. 1224-1233. (2005)

Resumo

Uma estratégia de bloco convergente para uso geral na síntese eficiente do complexo α-(1→4) e α-(1→6)-malto-oligossacarídeos é demonstrada com a primeira síntese química de um malto-oligossacarídeo, o decassacarídeo 6,6"-bis (α-maltosil)-maltohexaose, com dois pontos de ramificação. Utilizando esse oligossacarídeo ramificado definido quimicamente como substrato, foi investigado o padrão de clivagem de sete α-amilases diferentes. As α-amilases a partir de saliva humana, pâncreas porcina, α-amilase 2 de cevada e α-amilase 1 de cevada recombinante hidrolizaram o decassacarídeo seletivamente. Isso resultou em um hexassacarídeo ramificado e um tetrassacarídeo ramificado. As α-amilases de Asperagillus oryzae, Bacillus licheniformis e Bacillus sp. clivaram o decassacarídeo em dois locais distintos, produzindo dois pentassacarídeos ramificados, ou um hexassacarídeo ramificado e um tetrassacarídeo ramificado. Além disso, as enzimas foram testadas no octassacarídeo de ramificação simples 6-α-maltosil-maltohexaose, que foi preparado a partir de 6,6""-bis(α-maltosil)-maltolhexaose por tratamento com dextrinase limite do malte. Foi observado um padrão de clivagem semelhante ao encontrado para o substrato de malto-oligossacarídeo linear correspondente. © 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"
Journal of Chemical Information and Computer Sciences, 44 (3), pp. 856-861. (2004)

Resumo

Um problema recorrente na química orgânica é a geração de novas estruturas moleculares em conformidade com alguns conjuntos predeterminados de restrições estruturais que são impostas em um esforço para construir certas propriedades necessárias na estrutura recém-gerada. Um exemplo disso é o modelo de farmacóforo, usado em química medicinal para orientar o delineamento de novo ou a seleção de estruturas adequadas a partir de bancos de dados compostos. Propomos aqui um método que liga com eficiência um número selecionado de posições atômicas necessárias ao mesmo tempo que guia o esqueleto molecular emergente para evitar posições proibidas. O processo de ligação ocorre em uma malha cujo comprimento do degrau unitário e a geometria geral são projetados para combinar arquiteturas típicas de moléculas orgânicas. Usamos um método de otimização para selecionar entre os diferentes gráficos possíveis. A abordagem é demonstrada em um exemplo em que estão disponíveis estruturas de cristal do mesmo ligante (neste caso, rígido) complexado com 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."
Organic Process Research and Development, 7 (1), 82-88 (2003).

Resumo

Foi desenvolvida uma nova abordagem biocatalítica para a produção em larga escala de ácido S-2-etoxi-3-(4-hidroxifenil) S-1 propiônico a partir do seu etil éster racêmico rac-2 por hidrólise enantiosseletiva. S-1 é um bloco de construção importante na síntese de agonistas de PPAR-alfa e -gama, como o ragaglitazar [NNC 61-0029 ((-)DRF2725)]. O histórico de desenvolvimento compreende triagem enzimática, otimização de biocatalisadores e processos, além de escalonamento até a usina-piloto. O projeto foi altamente interdisciplinar, combinando biotecnologia e tecnologias de química. O processo final foi executado com sucesso em uma escala-piloto de 44 kg em rendimento de 43–48% e com purezas enantioméricas elevadas (98,4–99,6% ee).

 

O. Kirk; M.W. Christensen.
"Lipases from Candida antarctica — unique biocatalysts from a unique origin."
Organic Process Research & Development, 6, 446-451 (2002)

Resumo

A especificidade da lipase de Candida antarctica do tipo A (CALA) foi caracterizada para esclarecer ainda mais o alcance do biocatalisador. A lipase foi encontrada para exibir uma atividade quase uniforme em relação a vários álcoois primários de cadeia linear e ácidos carboxílicos, exibindo apenas uma baixa atividade em relação a ácidos de cadeia muito curta. Mais interessante, verificou-se que a enzima exibia uma atividade elevada em relação a uma diversidade surpreendente de álcoois estericamente impedidos, incluindo álcoois secundários e terciários. Esses resultados indicam que a CALA pode ter uma aplicabilidade única para a conversão de substratos altamente ramificados, já que a maioria das outras lipases não consegue exibir qualquer atividade. Uma nova tecnologia de imobilização com potencial altamente econômico, que utiliza granulação à base de sílica, foi aplicada na imobilização da lipase tipo B da mesma levedura (CALB). Partículas altamente estáveis foram obtidas com uma atividade comparável à atividade das preparações imobilizadas comercialmente disponíveis dessa enzima.

 

T.L. Husum; C.T. Jørgensen; M.W. Christensen; O. Kirk.
"Enzyme Catalysed Synthesis in Ambient Temperature Ionic Liquids"
Biocatalysis and Biotransformation, 19, 331-338 (2001)

Resumo

Estudou-se a atividade de três lipases diferentes, uma glicosidase e uma protease em líquidos iônicos. Os líquidos iônicos a temperatura ambiente são uma nova classe de solventes não voláteis e não inflamáveis e, portanto, uma alternativa interessante aos solventes orgânicos clássicos. O monitoramento da síntese de um éster simples demonstrou que todas as lipases exibem atividade e estabilidade excelentes no hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazólio ([bmin] [PF6], 1) líquido iônico apolar. Além disso, a beta-galactosidase de E. coli e a protease de subtilisina, Savinase (TM), exibem atividade hidrolítica em uma solução aquosa a 50% de tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazólio ([bmin] [BF4], 2) liquido iônico miscível em água comparável à atividade observada em soluções aquosas a 50% de etanol e acetonitrilo.

 

E.M. Anderson; K.M. Larsson; O. Kirk.
"One Biocatalyst - Many Applications: The Use of Candida antarctica B-lipase in Organic Synthesis".
Biocatalysis and Biotransformation, 16, 181-204 (1998)

Resumo

A aplicação da lipase do componente B da levedura Candida antarctica em síntese orgânica é revisada. Essa enzima revelou-se uma lipase particularmente eficiente e robusta que catalisa uma surpreendente diversidade de reações, incluindo muitas sínteses regio e enantiosseletivas diferentes. Além disso, a lipase tipo B de C. antarctica é um exemplo de uma enzima para a qual sua especificidade foi prevista com base na estrutura de cristal e na modelagem da região do sítio ativo. Essa previsão foi comparada às observações experimentais e uma correlação muito próxima foi encontrada.