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XVIII SINAQO, 13 al 16 de noviembre de 2011
CP - 8
DE SISTEMAS MULTI-ENZIMÁTICOS A ENZIMAS
MULTIFUNCIONALES. DISEÑO DE NUEVOS BIOCATALIZADORES
PARA LA FORMACIÓN DE ENLACES C-C García-Junceda, Eduardo Departamento de Química Bio-Orgánica, Instituto de Química Orgánica General (IQOG-CSIC), Madrid,
28006, España, Eduardo.junceda@csic.es.
El objetivo último de la biocatálisis es transferir la exquisita eficacia que
muestran las enzimas en la naturaleza al laboratorio. Para ello, la biocatálisis debe,
no solo utilizar las enzimas como catalizadores, sino imitar las estrategias sintéticas
empleadas por la Naturaleza. En general, los seres vivos no utilizan las enzimas
aisladamente sino que las emplean en reacciones multi-pasos (rutas biosintéticas)
catalizadas por enzimas que actúan de forma secuencial. La acción concertada de
varias enzimas permite convertir en irreversible un proceso reversible, eliminar
problemas de inhibición por exceso de producto o de prevenir la falta de sustratos
por su dilución o degradación en el medio celular, etc. Durante la evolución,
algunos de estas rutas multi-enzimáticas han sido optimizadas uniendo dos o más
enzimas en una única proteína dando lugar a la aparición de enzimas
multifuncionales o de complejos enzimáticos.
En nuestro grupo de investigación hemos empleado estas “estrategias
sintéticas naturales” para intentar paliar el principal inconveniente sintético que
presentan las aldolasas dependientes de dihidroxiacetona (DHA) fosfato: su estricta
dependencia de la DHAP. Así, nuestro grupo ha diseñado un sistema multienzimático que permite la formación de enlaces C-C a partir de DHA, basado en su
fosforilación in situ catalizada por la DHAK de C. freundii.1
Aunque este sistema multi-enzimático supone un gran avance para la
utilización sintética de las aldolasas dependientes de DHAP, todavía existen
aspectos susceptibles de optimizar. Para ello, hemos utilizado una doble estrategia:
i) el diseño de una nueva enzima bifuncional que presenta, dentro de la misma
cadena polipeptídica, las funciones quinasa y aldolasa unidas por un brazo
espaciador2 y ii) hemos iniciado un programa de evolución dirigida de la DHAK,
diseñado para modificar su especificidad por el donador de fosfato desde ATP
hacia poli-fosfato inorgánico (poli-Pi).
Agradecemos al Ministerio de Ciencia e Innovación español (Grant
CTQ2010-15418) y a la Comunidad de Madrid (Grant S2009/PPQ-1752) el apoyo
económico a este proyecto.
References:
1- Sánchez-Moreno, I.; García-García, J. F.; Bastida, A.; García-Junceda, E. Chem.
Commun. 2004, 1634-1635.
2- a) Iturrate, L.; Sanchez-Moreno, I.; Doyaguez, E. G.; Garcia-Junceda, E. Chem. Commun.
2009, 1721-1723; b) Iturrate, L.; Sánchez-Moreno, I.; Oroz-Guinea, I.; Pérez-Gil, J.; GarcíaJunceda, E. Chem. Eur. J. 2010, 16, 4018-4030.
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