Modificación de moléculas con actividad biológica mediante biocatálisis

Abstract

En esta tesis se estudió la capacidad de transglicosilación del catalizador fúngico α ramnosil-ß-glucosidasa sobre distintos fármacos -clindamicina, metronidazol, epinefrina, hidroquinona y rifampicina-. Estos se eligieron por la presencia de oxidrilos aceptores en posiciones primaria, secundaria y también fenólicos. Utilizando hesperidina como donor del disacárido rutinosa, el catalizador fue capaz de glicosilar hidroquinona en solución acuosa. La síntesis de hidroquinona rutinosilada alcanzó la máxima conversión de sustrato (10%) luego de 24 h, por lo que se aplicó un diseño factorial para optimizar las variables del proceso de biocatálisis. La hidroquinona se oxida fácilmente a p-benzoquinona en solución acuosa neutra, por lo que se midió su estabilidad a diferentes valores de pH. Se encontró que la formación de p-benzoquinona fue baja a pH ligeramente ácido (pH <= 6,0), por lo que se estudió la cinética de transglicosilación en el rango de pH (4,0-6,0), donde se obtuvo la mayor conversión de sustrato a pH 5,0. El incremento de 5 veces la concentración del catalizador (0,011 U/g de hidroquinona) permitió establecer un máximo de producción de hidroquinona rutinósido luego de 1-2 h de reacción a 30°C. La presencia de co-solventes (dimetilformamida y dimetilsulfóxido) en el rango de concentración de 0-5%v/v, incrementaron el rendimiento, mientras que concentraciones mayores al 10%v/v fueron deletéreas para la reacción. Cuando se ensayaron diferentes concentraciones de aceptor, el mayor rendimiento se alcanzó con una concentración inicial de hidroquinona de 36 mM. Gracias a la optimización realizada en este trabajo se obtuvo un incremento de 47,5 veces en la productividad del proceso de biocatálisis.

In this thesis we studied the ability of the catalyst transglycosylation fungal α-rhamnosyl-ß-glucosidase on different drugs, clindamycin, metronidazole, epinephrine, hydroquinone and rifampicin. These were chosen because of the presence of hydroxyl positions acceptors primary, secondary and phenolic. Using hesperidin as rutinose disaccharide donor, the catalyst was able to glycosylate hydroquinone in aqueous solution. Rutinosilada hydroquinone synthesis reached maximum substrate conversion (10%) after 24 h, therefore factorial design was applied to optimize the biocatalytic process variables. Hydroquinone is easily oxidized to p-benzoquinone in neutral aqueous solution, so that its stability was measured at different pH values. It was found that the formation of p-benzoquinone was low at slightly acid pH (pH <= 6.0), so that transglycosylation Kinetics in the pH range (4.0-6.0), which yielded higher conversion of the substrate to pH 5.0. The increase of 5 times the concentration of catalyst (0.011 U / g of hydroquinone) allowed production set up rutinoside hydroquinone after 1-2 h of reaction at 30 ° C. The presence of co-solvents (dimethylformamide and dimethylsulfoxide) in the concentration range of 0-5% v/v, increased yield, while concentrations greater than 10% v/v were deleterious to the reaction. When tested different concentrations of acceptor, the highest yield was achieved with an initial concentration of 36 mM hydroquinone. Thanks to the optimization performed in this study there was an increase of 47.5 times in the biocatalysis process productivity.