Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ENZIMAS REDOX
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
APLICACIONES INDUSTRIALES
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
EJEMPLOS INDUSTRIALES OXIDACIONESEJEMPLOS INDUSTRIALES
1) Reducción de C=O) Reducc ón de O
2) Hidroxilación de anillos)aromáticos
3) Oxidación de alcoholes
4) Oxidación de alcanos
5) Epoxidación de alquenos
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
1.1.-REDUCCIÓN DE ENLACES C=O
OE
OH
(S)S
E
(S)(S)
S SOO
( )S S
OO6 M th l 7 7 di 6 M th l 7 7 di6-Methyl-7,7-dioxo-6,7-dihydro-5H-7Δ6-
6-Methyl-7,7-dioxo-4,5,6,7-tetrahydro-7Δ6-
thieno[2,3-b]thiopyran 4 one
thieno[2,3-b]thiopyran-4-olb]thiopyran-4-one ol
CATALIZADOR: ALCOHOL DESHIDROGENASA
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
(S)S S
OE
(S)S
(S)
S
OH
S SOO
S SOO
6-Methyl-7,7-dioxo-6,7-dihydro-5H-7Δ6-
thieno[2 3
6-Methyl-7,7-dioxo-4,5,6,7-tetrahydro-7Δ6-
thieno[2 3 b]thiopyran 4thieno[2,3-b]thiopyran-4-one
thieno[2,3-b]thiopyran-4-ol
Enzima: alcohol deshidrogenasa (NADH/NAD+)g ( )Microorganismo: Neurospora crasaCondiciones de reacción:
T = 33º CT = 33 CMedio: acuoso, pH = 3.8-4.3Estado del biocatalizador: células enteras suspendidasRendimiento > 85%ee > 98%Pureza química > 99%Pureza química > 99%Reactor tipo fed-batchPuesto en funcionamiento en 1994
C ñí Z Lif S i M l l
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
Compañía: Zeneca Life Science Molecules
Utilidad OH HN
SO
NH2
Inhibidor anhidrasa carbónicaUso tópico contra el glaucoma
S SOO
S SOO
SO
NH2
Trusopt
Uso tópico contra el glaucoma(incremento presión intraocular)
Síntesis química: problemaOH
OM
O ClTs, Py OTs
OM
O SLiS MeO
O
HCl Conc HO
O
Síntesis química: problema
OMe OMe HCONH2 SS SS
TFAAtolueno
OHOHOHHN
O
S S
O
S S
OH
LiAlH4H2SO4, 0ºC
S S
OHH2O2
NaWO4S SH
OH
O OS S
HN
O O
MeCN
H2SO4
HSO3Cl
SOCl2
O O
HN
S S
HN
O O
SCl
O ONH3
THF S S
HN
O O
SNH2
O O BH3·DMS
THF S S
HN
O O
SNH2
O O
T t
Proceso nocuantitativo
Trusopt
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
Síntesis quimioenzimática Despolimerización de plásticos naturales obtenidosa partir de microorganismos
O
O H+, MeOH OH O 1) ClTs, PyMeO
O
p g
On
(R) OMe 2)
SLiS SS
1) 6 M HCl2) TFAA2) TFAA3) H2O2, NaWO4
ON sp ss
OHHNO O
S SO O
Neurospora crassa
pH = 4S SO O
S SO O
SNH2
O
TrusoptTrusopt
OO
si pH > 5
Control de pH es vital
HO2SSS S
O O
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
1.2.-REDUCCIÓN DE ENLACES C=O
O E(S)O
OO OHO
CATALIZADOR: ALCOHOL DESHIDROGENASA
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
O E(S)O
O
O
O OHO
Enzima: alcohol deshidrogenasa (NADH/NAD+)Microorganismo: Zygosaccaromyces rouxiiC di i s d ió :Condiciones de reacción:
T = 33-35º CMedio: acuoso, pH = 7.0Estado del biocatalizador: células enteras suspendidasConc. Sustrato: 2g L-1 ( < 11 mM)Rendimiento > 85%Rendimiento > 85%ee > 99.9%Pureza química 95%Reactor tipo batch de 300 LRendimiento espacio-temporal 75 g L-1 d-1
Compañía: Eli Lilly and co, USA
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
p y ,
El límite de toxicidad para el sustrato es de 6 g L-1. Para evitaralteración del biocatalizador, es el SUSTRATO EL QUE SEINMOVILIZA sobre una resina XAD 7 a una conc de 80 g L-1INMOVILIZA sobre una resina XAD-7, a una conc. de 80 g L 1,de manera que la conc. efectiva de sustrato se mantenga siemprea 4 g L-1.g
Esta resina no es tóxica, y comparada con un disolventeorgánico de semejante polaridad (log P < 2) no produced s t li iódesnaturalización.
La resina puede reutilizarse 3 veces sin pérdidas de actividad.Reactor: un tipo especial de batchReactor: un tipo especial de batchDesorción del educto limitada por la conc. en equilibrio de
aprox. 2 g L-1.p gPara separar las células del producto adsorbido en la resina se
emplea un filtro de 150 µm. Así, la resina (aprox. 500 µm) esid l él l ( 5 ) l fil dretenida y las células (aprox. 5 µm) permanenecen en el filtrado.
Posteriormente, el producto se libera de la resina lavando conacetona
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
acetona.
Esquema
Utilid d i t i d Utilidad: sintesis de unaBenzo[d]-1,2-diazepina útil
en el tratamiento de la esclerosis amilotrópica
lateral
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
1.3.-REDUCCIÓN DE ENLACES C=O
ClOO E
ClO
OOHCl
O (S) O
CATALIZADOR: ALCOHOL DESHIDROGENASA
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
ClO
OO ECl
O
OOHCl
O (S) O
Enzima: alcohol deshidrogenasa (NADPH/NADP+)Microorganismo: Geotrichum candidum SC 5469C di i s d ió :Condiciones de reacción:
T = 28º CMedio: acuoso, pH = 6.8Estado del biocatalizador: células enteras suspendidasConc. Sustrato: 10 g L-1 ( 66 mM)Rendimiento 95%Rendimiento 95%ee > 99%Reactor tipo batch de 750 L
Compañía: Bristol-Myers Squibb, USA
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
Inhibidor de la hidroximetil glutaril CoA reductasa (HMG CoA reductasa)
antagonista del colesterol
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
EJEMPLOS INDUSTRIALESEJEMPLOS INDUSTRIALES
1) Reducción de C=O) Reducc ón de O
2) Hidroxilación de anillos)aromáticos
3) Oxidación de alcoholes
4) Oxidación de alcanos
5) Epoxidación de alquenos
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
2.1.-HIDROXILACIÓN DE ANILLOS AROMÁTICOS
R RR
+ O2
ER
OH+ O2
OH(R S)
2 NADH 2 NAD+ (R,S)
R= H, F, Me, CF3
CATALIZADOR: BENZOATO DIOXIGENASA
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
R R
+ O2
E OH
OH(R S)
2 NADH 2 NAD+ (R,S)
R= H, F, Me, CF3
Enzima: benzoato dioxigenasaMicroorganismo: Pseudomonas putidaCondiciones de reacción:Condiciones de reacción:
Estado del biocatalizador: células enteras suspendidas
Compañía: ICI
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
Proceso habitual en células
+ OE OH Deshidrogenasa OH
+ O2
2 NADH 2 NAD+
OH(R,S)
OH
1,2-cisdihidroxicatecol pirocatecol
En 1968 se describe un mutante de Pseudomonas putida
,
que carece de actividad deshidrogenasa, lo que permiteacumular el producto deseado
+ O2
E OH Deshidrogenasa OHmutante
2 NADH 2 NAD+
OH(R,S)
OH
1,2-cisdihidroxicatecol pirocatecol
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
El microorganismo Pseudomonas putida presenta una grantolerancia a sustratos aromáticos que, en la mayoría de loscasos son tóxicos para la mayoría de los microorganismos.
No obstante, el cisdihidrox¡catecol presenta un altof i hibi i b l i i l lefecto inhibitorio sobre el microorganismo, por lo que la
fermentación y la biotransformación deben estarseparadasseparadas.
La regeneración del cofactor se produce en el interior delas células con el aporte de una fuente de carbonolas células, con el aporte de una fuente de carbono.
Selectividad del proceso > 99.5%.Utilidad: sintón para la obtención de β-lactamasUtilidad: sintón para la obtención de β lactamas
antivirales.
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
2.2.-HIDROXILACIÓN DE ANILLOS AROMÁTICOS
EOH
NH
H2O NH
OH
H1/2 O2
H
i d l d h d d l d lindol 2,3-dihidro-1H-indol-2,3-diol
CATALIZADOR: NAFTALENO DIOXIGENASA
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
OHE
NH
H2O NH
OH
1/2 O2
indol 2,3-dihidro-1H-indol-2,3-diol
Enzima: naftaleno dioxigenasaMicroorganismo: Pseudomonas putidaCondiciones de reacción:
Estado del biocatalizador: células enteras suspendidasEstado del biocatalizador: células enteras suspendidasMedio acuoso
Compañía: Genencor
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
Utilidad
DeshidrataciónOH
OH
OHaire
O HN
espontáneaNH
OHNH
NH Oíndigo
colorante azul para2,3-dihidro-1H-indol-2,3-diol indol-3-ol colorante azul paraindustria textil
, h ro H n o , o
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
Este proceso es realmente complejo:
La actividad naftaleno-dioxigenasa es muy baja tanto enla P putida nativa como en los primeros mutantesla P. putida nativa como en los primeros mutantesexpresados en E. coli.
La vida media del las células capaces de oxidar el indol esLa vida media del las células capaces de oxidar el indol esmuy baja (entre 1 y 2 h.)
Concentraciones de indol mayores de 400 mg L-1 sony gtóxicas para las células (se inactiva la ferredoxina)
El indol es un producto de partida muy caro para unproceso industrial. El triptófano es más barato, pero senecesita un paso previo que implica la acción de unatriptofanasatriptofanasa.
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
NH2 N OHHN
O
OH 2 N NHONa
aire
2+ Cl
O
OH NaOH N OH 2 NaNH2
KOH.NaOH NH
RUTA QUÍMICA CLÁSICA
N
O HN
RUTA QUÍMICA CLÁSICA
NH Oindigo
2 ROOHMo(CO)6
NH2+ HO
OHcatalizador de Ag
fase gaseosa N2ROHH2Ofase gaseosa N
HH2O
RUTA QUÍMICA MÁS NOVEDOSAMitsui Toatsu Chemicals
En la ruta biocatalizada con mutantes expresados en E.coli se parte de glucosa!!:
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
coli se parte de….glucosa!!:
Ruta biocatalizada con mutantes expresados en E. coli.
Mejora en el sistema de triptofanasa:Mediante mutagénesis dirigida
COOH
GlucosaN
COOH
NH2 Triptofanasa
E
Naftalenodioxigenasa
E
OH
OHNH
E1 NH
E2 NH
Mejora en el sistema de dioxigenasa:Mejores plásmidos
P t á i t tPromotores más resistentesSe alcanza la productividad de P. putida
wild-type
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
EJEMPLOS INDUSTRIALESEJEMPLOS INDUSTRIALES
1) Reducción de C=O) Reducc ón de O
2) Hidroxilación de anillos)aromáticos
3) Oxidación de alcoholes
4) Oxidación de alcanos
5) Epoxidación de alquenos
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
3.1.-OXIDACIÓN DE ALCOHOLES
EOO OO OO+
OH (R) OH (R) OHO(R) isopropilidenglicerol O
(R,S)-isopropilidenglicerol ácido (R)-isopropilidenglicérico(R)-isopropilidenglicerol
CATALIZADOR OXIDASACATALIZADOR: OXIDASA
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
EOO OO OO+
OH (R) OH (R) OHO(R)-isopropilidenglicerol
(R,S)-isopropilidenglicerol ácido (R)-isopropilidenglicérico(R) isopropilidenglicerol
Enzima: oxidasaMicroorganismo: Rodococcus erythropolisCondiciones de reacción:
T = 30º CM di H 6 8 7 2Medio: acuoso, pH = 6.8-7.2Estado del biocatalizador: células enteras suspendidasConcentración de sustrato 10 g L-1 (76 mM)Concentración de sustrato 10 g L (76 mM)Conversión 50%ee > 98 % para el R-alcohol, > 90 % para el R-ácido
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
Compañía: International BioSynthetics
Síntesis químicas alternativas (costosas)
CH2OHOHOH 2 acetona
CH2OHOO Pb(OAc)2 OO2 NaBH4 OO2OH
HOHO
CH2OH
ZnCl2OO
CH2OH
2
(S) HO
(R) OH
CH2OH(L)-manitolno natural
1) NaBH42) NaOH3) H+
OH
OH
OH
O
HO acetonaOH
O
HO
O
O
3) H4) Pb(OAC)2
OHOOácido ascórbico
OO O
Utilid d l (R) i ilid li l i tó i l Utilidad: el (R)-isopropilidenglicerol es un sintón quiral de gran utilidad.
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
3.2.-OXIDACIÓN DE ALCOHOLES
HN R HN RHO
OHOH
E HOOHOHOH
OHCH2OH
OHO
CH2OHCH2OH CH2OH
1-amino-D-sorbitol
6-amino-L-sorbosaD sorbitol
(N-protegido) (N-protegida)
CATALIZADOR: D-SORBITOL DESHIDROGENASA
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
HNHO
RE
HNHO
RHO
OHOHOH
H H
E HOOHOHO
CH2OH CH2OH
1-amino-D-sorbitol
(N-protegido)
6-amino-L-sorbosa
(N-protegida)( p g ) p g
Enzima: D-sorbitol deshidrogenasaMi i Gl b t dMicroorganismo: Gluconobacter oxydansCondiciones de reacción:
T = 32º CT 32 CMedio: acuoso, pH = 5.0Estado del biocatalizador: células enteras suspendidasConcentración de sustrato 1M (peso molecular depende del grupo
protector).Compañía: Bayer AG
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
Compañía: Bayer AG
intermedio en la síntesis de inhibidores orales de a-
glucosidasasUTILIDAD
O HNH2 HN R HN R
HOOHOHOH
CH OH
aminación
reductiva
HOOHOHOH
CH OH
PROTECCIÓNHO
OHOHOH
E HOOHOHO
CH OHCH2OH
D-glucosa
CH2OH1-amino-
D-sorbitol
CH2OH CH2OH
1-amino-D-sorbitol
(N-protegido)
6-amino-L-sorbosa
(N-protegida)útiles en el tratamiento de
1) DESPROTECCIÓN2) NaBH4
útiles en el tratamiento deenfermedades relacionadas
con carbohidratos(DIABETES MELITUS)
NHHO
HO
OHN
HOHO
OHOH
OHHO
1-desoxinojirimicina
OHHO
miglitol
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
Las síntesis puramente químicas de 1-desoxinojirimicinaLas síntesis puramente químicas de 1-desoxinojirimicinarequieren muchos pasos, y una ardua tarea de prteocción-desprotección.
El grupo amino debe estar protegido (tipo Cbz, pH=8-10) parait bl l dievitar problemas en el medio acuoso.
Las células se producen mediante una fermentación usandoLas células se producen mediante una fermentación usandosorbitol como inductor, y subsiguientemente empleadas para labiotransformación en agua sin adicionar ningún otro nutriente.g g
Las células no están inmovilizadas, pues la alta tasa deó d b í l d lconversión de sustrato que se obtiene se vería limitada por los
problemas difusionales en un sistema inmovilizado.
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
ESQUEMA DEL PROCESO
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
EJEMPLOS INDUSTRIALESEJEMPLOS INDUSTRIALES
1) Reducción de C=O) Reducc ón de O
2) Hidroxilación de anillos)aromáticos
3) Oxidación de alcoholes
4) Oxidación de alcanos
5) Epoxidación de alquenos
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
4.1.-OXIDACIÓN DE ALCANOS
O
OHO
O
OHO
OO
EO
O
H + O2H
OHSimvastatina 6-β-hidroximetilsimvastatina
(producto mayoritario)
CATALIZADOR: MONOXIGENASAS
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
Enzima: monooxigenasa (dependiente de flavina)Microorganismo: Nocardia autotropicaCondiciones de reacción:
T = 27º CMedio: acuoso, pH = 6.8Estado del biocatalizador: células enteras suspendidasConcentración de sustrato < 0.02 g L-1 (< 0.05 mM)Concentración de producto: 0.8 g L-1 ( 1.85 mM)
Compañía: Merck Sharp & Dohme
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
Debido a una gran inhibición por sustrato, la concentración desimvastatina tiene que mantenerse por debajo de 0.05 mM, porlo que tiene que ser añadida en contínuo a partir de unalo que tiene que ser añadida en contínuo, a partir de unadisolución madre de 20 g L-1, que se tiene que mantener a 45ºCpara evitar la precipitación.p p p
Se obtiene una conc. final de producto de 0.8 g L-1, por lo queempleando un reactor de 19.000 L de capacidad, se obtienenh st 15 2 k d d t sió l b l d l 24 %hasta 15.2 kg de producto, con una conversión global del 24 % yuna selectividad del 70%
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
4.2.-OXIDACIÓN DE ALCANOS
ON E N
O
OH
N + O2 N
OH
2,5-dimetilpirazina ácido 5-metilpirazina2 b íli-2-carboxílico
CATALIZADOR: MONOXIGENASAS
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
Enzima: xilenooxigenasa (monooxigenasa)Microorganismo: Pseudomonas putida ATCC 33015Microorganismo: Pseudomonas putida ATCC 33015Condiciones de reacción:
T = 30º CT = 30 CMedio: acuoso, pH = 7.0Estado del biocatalizador: células enteras en crecimientoEstado del biocatalizador: células enteras en crecimiento,
suspendidas.Concentración de producto: 24 g L-1 ( 174 mM)Concentración de producto: 24 g L ( 174 mM)
Compañía: Lonza AGCompañía: Lonza AG
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
Si se emplean células en reposo, se produce una acumulacióndel intermedio 2-hidroximetil-5-metilpirazina, el cual
i difí il d id h l á idposteriormente es difícil de oxidar hasta el ácido.El sustrato que se emplea para la fermentación es una
m zcl d p xil n (75%) 2 5 dim tilpi zin unqu n smezcla de p-xileno (75%) y 2,5-dimetilpirazina, aunque no sedetectan metabolitos de oxidación del primero.
La biotransformación se detiene cuando el crecimientoLa biotransformación se detiene cuando el crecimientobacteriano entra en la fase estacionaria.
La máxima concentración de producto (24 g L-1) vieneLa máxima concentración de producto (24 g L ) vienelimitada por esta inhibición.
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
Otros productos que se obtiene con la misma metodología:
NO
UTILIDAD:
NO
NO O O
N
NOH
ON
NOH
N
NNH
S NH
NH
OO H
Acipimox (antilipolítico)
Glipicide, antiglucémico (diabetes)
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
( p ) (diabetes)
EJEMPLOS INDUSTRIALESEJEMPLOS INDUSTRIALES
1) Reducción de C=O) Reducc ón de O
2) Hidroxilación de anillos)aromáticos
3) Oxidación de alcoholes
4) Oxidación de alcanos
5) Epoxidación de alquenos
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
5 1 EPOXIDACIÓN DE ALQUENOS5.1.-EPOXIDACIÓN DE ALQUENOS
R ROE
CATALIZADOR: MONOOXIGENASAS
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
OER R
OE
Enzima: monooxigenasa (dependiente de flavina)Microorganismo: Nocardia corallina B 276Condiciones de reacción:
T = 30ºCMedio: bifásico orgánico/acuosoEstado del biocatalizador: células enteras suspendidas
Compañía: Nippon Mining
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
CONSIDERACIONES:
Se usa un sistema bifásico para 1-alquenos de longitud decadena comprendida entre C6 y C12cadena comprendida entre C6 y C12.
El disolvente orgánico no debe ser tóxico (ej. hexadecano uotros alcanos)otros alcanos).
Esta segunda fase orgánica disminuye la concentración delepóxido (causa inhibición) y permite la extracción en contínuoepóxido (causa inhibición) y permite la extracción en contínuodel mismo
Para estos 1-alquenos entre C6 y C12 se emplean células enq y preposo, pues los productos son más tóxicos para elmicroorganismo. Para alquenos superiores, se pueden utilizarél l i i tcélulas en crecimiento.
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
áEn el caso de alquenos más pequeños (C3-C5), al ser gases atemp. ambiente su toxicidad celular es muy alta, y larecuperación de los productos de reacción se complicarecuperación de los productos de reacción se complica.
Las células tienen que hacerse crecer en glucosa u otrasLas células tienen que hacerse crecer en glucosa u otrasfuentes similares de carbono para garantizar de formaefectiva la regeneración del cofactor.efectiva la regeneración del cofactor.
La velocidad de aireación durante la fermentación tiene queLa velocidad de aireación durante la fermentación tiene queincrementarse para extraer el epóxido formado (muy tóxico).Las pequeñas cantidades de epóxido en la fase gaseosa puederecuperarse con un sistema especial de extracción.
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
ALQUENOSCOMERCIALIZADOS
Pueden ser terminales osubterminales
ALQUENOSEPOXIDABLES
subterminales.Cuando se puedaformar un estereo-EPOXIDABLES formar un estereocentro, predomina laconfig. R
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
ESQUEMA
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
UTILIDAD SINTÉTICA DE LOS EPÓXIDOS
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
5 2 EPOXIDACIÓN DE ALQUENOS5.2.-EPOXIDACIÓN DE ALQUENOS
EO(S)
OO
R+O2
R R
CATALIZADOR: OXIDASA
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
EO(S)
OO
+O2R R
O2
Enzima: oxidasa.Microorganismo: Pseudomonas oleovaransCondiciones de reacción:
T = 37ºCMedio: acuosoEstado del biocatalizador: células enteras suspendidasConcentración de producto > 7 g L-1 (>0.26 M)ee > 99.9%
Compañía: Shell Brocades (USA)
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM
UTILIDAD
(S)O
ONH2 (S)
OOH H
N(S)
R
(S)
R
Bloqueantes de receptores β-adrenérgicos(cardiotónicos)(cardiotónicos)
OOH H
N OOH H
N OOH H
N(S)
O N(S)
O N
O
(S)O N
H2N
O
propranolol metoprolol atenololp p m p atenolol
Prof. A. R. Alcántara, Grupo de Biotransformaciones, Facultad de Farmacia, UCM