Chemoenzymatic Synthesis of Carbohydrates and Derivatives with Engineered D-Fructose-6-Phosphate Aldolase
[spa] Los compuestos polihidroxilados, como carbohidratos y sus derivados son moléculas de gran importancia en procesos bioquímicos. La síntesis de estos compuestos es compleja debido principalmente a tres factores: i) su alta funcionalización, ii) su elevado número de centros estereogénicos iii) y...
| Author: | |
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| Format: | doctoral thesis |
| Status: | Published version |
| Publication Date: | 2014 |
| Country: | España |
| Institution: | Universidad de Barcelona |
| Repository: | Dipòsit Digital de la UB |
| OAI Identifier: | oai:diposit.ub.edu:2445/58587 |
| Online Access: | https://hdl.handle.net/2445/58587 http://hdl.handle.net/10803/283141 |
| Access Level: | Open access |
| Keyword: | Enginyeria genètica Glúcids Enzims Genetic engineering Glucides Enzymes |
| Summary: | [spa] Los compuestos polihidroxilados, como carbohidratos y sus derivados son moléculas de gran importancia en procesos bioquímicos. La síntesis de estos compuestos es compleja debido principalmente a tres factores: i) su alta funcionalización, ii) su elevado número de centros estereogénicos iii) y su aislamiento. Por lo tanto, el desarrollo de metodologías simples y selectivas que permitan la preparación de colecciones de estas sustancias con diversitad estructural son de gran importancia. Las aldolasas, que catalizan una reacciones aldólica o retro-aldólica son unas de las liasas mas importantes para la formación estereoselectiva de enlaces carbono-carbono. Estos biocatalizadores son uno de los dos clases de enzimas que son utilizadas en la síntesis de monosacáridos, permitiendo la funcionalización y fromación de nuevos centros esterogenicos. La D-fructosa 6-fosfato aldolasa (FSA) de E. coli es la unica aldolasa que cataliza la formación reversible de D-fructosa 6-fosfato. La enzima puede utilizar varios dadores no fosforilados como dihidroxiacetona (DHA), hidroxiacetona (HA) y glicolaldehído (GO). El objecto de esta tesis es el rediseño racional de FSA para la síntesis de varios carbohidratos. Diferentes estrategias de ingeniería genética han sido aplicadas para ampliar la tolerancia frente a varios sustratos dadores y aceptores, que permitió la síntesis de aldosas. También se ha modificado la estereoquímica y mejorado el rendimiento de la reacción enzimática. Utilizando mutagénesis sitio específica se desarrolló una variante de FSA que acepta varios 1-hidroxi-2-alcanones y sus análogos como sustratos dadores con alta diastereoselectividad. Así se abren nuevas rutas para la síntesis de colecciones de compuestos inovadores, inaccesibles hasta el momento por biocatálisis. También se aplicó mutagénesis para el diseño de mutantes activos hacia las adiciones aldólicas de GO. Además combinando las diferentes mutaciones la reactividad de la FSA se ha visto mejorada frente a sustratos aceptores. Esta nueva actividad ha sido aplicada en la preparación de un gran número de aldosas mediante reacciones tándem biocatalíticas por dos adiciones secuenciales de GO. En la literatura se encuentran pocos ejemplos de reacciones catalíticas en cascada. Por ello, se realizó un estudio de la combinación de adiciones aldólicas organo- y biocatalíticas para la síntesis de desoxiazúcares. |
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