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 gl...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2017 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:187706 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/187706 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Peròxids Aldolases Enzims |
| Sumario: | 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. |
|---|