Chloroperoxidase and D-fructose-6-phosphate aldolase in enzymatic cascade reactions for the synthesis of iminocyclitols
Aquest treball de tesi se centra en la viabilitat d’una reacció en cascada formada per una peroxidasa i una aldolasa per a la síntesi d’iminociclitols, que són inhibidors de glicosidases amb un enorme potencial terapèutic en moltes malalties, alterant la glicosilació o el catabolisme de glicoproteïn...
| Author: | |
|---|---|
| Format: | doctoral thesis |
| Status: | Published version |
| Publication Date: | 2017 |
| Country: | España |
| Institution: | CBUC, CESCA |
| Repository: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/457908 |
| Online Access: | http://hdl.handle.net/10803/457908 |
| Access Level: | Open access |
| Keyword: | Enzim Enzima Enzyme Immobilització Immobilización Immobilization Modelització cinètica Modelización cinética Kinetic modeling Tecnologies 66 |
| Summary: | Aquest treball de tesi se centra en la viabilitat d’una reacció en cascada formada per una peroxidasa i una aldolasa per a la síntesi d’iminociclitols, que són inhibidors de glicosidases amb un enorme potencial terapèutic en moltes malalties, alterant la glicosilació o el catabolisme de glicoproteïnes. El sistema proposat consisteix en dos enzims –cloroperoxidasa (CPO) i D-fructosa-6-fosfat aldolasa (FSA)– per a la formació del precursor de D-fagomina, seleccionat com l’iminociclitol d’interès per a avaluar la viabilitat de l’acoblament d’ambdues reaccions. El substrat inicial és un β-amino alcohol (N-Cbz-3-aminopropanol, β-OH), que és oxidat a N-Cbz-3-aminopropanal (β-CHO) per CPO, en presència del peròxid. FSA catalitza l’addició aldòlica de dihidroxiacetona a β-CHO per donar lloc al producte final. Ambdues reaccions són investigades per a entendre el mecanisme de reacció, preparar biocatalitzadors estables adequats i trobar les millors condicions per a la seva aplicació. S’analitza la capacitat oxidativa d’amino alcohols de CPO en funció de l’estructura del substrat. Seguidament, es realitzen proves experimentals de l’oxidació de β-OH per a determinar les principals condicions d’operació per als primers assaigs de la reacció acoblada. Tanmateix, s’observen la inactivació d’ambdós enzims i l’existència de reaccions no desitjades, com l’oxidació de β-CHO a N-Cbz-3-aminopropanoic acid (β-COOH) i la reacció química aldehid-peròxid. La modelització cinètica de totes les reaccions representa una aproximació a un millor enteniment del sistema i una possible estratègia d’optimitzar-lo. Es desenvolupa i es valida un model matemàtic de la reacció. Paral·lelament, la immobilització d’enzims representa una segona estratègia de millora del sistema, reduint la inactivació de CPO i FSA. S’estudia la immobilització d’ambdós enzims en suports convencionals d’agarosa funcionalitzats i en clústers de nanopartícules magnètiques. Finalment, el model cinètic és usat per a la intensificació del procés per tal de determinar les condicions òptimes per a l’acoblament de les reaccions. S’avaluen dues configuracions de reactor: un sol reactor (one-pot), i dos reactors en sèrie. Es comparen ambdues estratègies en funció de si s’utilitzen CPO/FSA solubles o immobilitzats. |
|---|