Sìntesis de heterociclos halogenados biocatalizadas por haloperoxidasas microbianas?

MÉDICI, R.; GARAYCOECHEA. J. I.; LEWKOWICZ, E. S.; IRIBARREN, A. M.

Mar del Plata

Simposio; XVI Simposio Nacional de Qca. Orgánica; 2007

saiqo

El desarrollo de nuevos métodos para la obtención de análogos de nucleósidos continúa siendo un área de gran interés, debido a su variedad de aplicaciones. En particular, los derivados halogenados son utilizados tanto como agentes terapéuticos como intermediarios de reacción. Entre ellos podemos citar el 6-cloropurín desoxirribósido con actividad anti SARS, los nucleósidos polihalogenados de indol y benzimidazol útiles como inhibidores del Citomegalovirus humano (HCMV) y por su actividad antihelmíntica, y los benzimidazoles halogenados 2-sustituidos que poseen actividad antituberculosis. Como alternativa sustentable a la síntesis orgánica clásica, la preparación de estos compuestos puede ser realizada utilizando biocatalizadores, ya sea modificando la base y utilizándola en una reacción de transglicosidación microbiana para formar el nucleósido, o directamente halogenando las bases de los nucleósidos ya preparados. Las enzimas responsables de la biotransformación planteada pertenecen al grupo de las haloperoxidasas, las cuales son capaces de catalizar la halogenación de compuestos orgánicos en presencia de haluros inorgánicos sencillos como el ClK o BrK y peróxidos como el H2O2. Existen tres clases de haloperoxidasas que llevan a cabo la reacción por diferentes mecanismos: aquéllas que contienen un grupo hemo, aquéllas que contienen vanadio y las que no contienen metales. Son de nuestro especial interés las haloperoxidasas microbianas que no requieren cofactores para su actividad. Con el fin de seleccionar microorganismos capaces de halogenar heterociclos nitrogenados análogos de bases nucleosídicas, se ensayó sobre la colección de bacterias de nuestro laboratorio, la haloperoxidación de la monoclorodimedona, un sustrato ampliamente reportado para el estudio de dichas enzimas dado que su desaparición puede medirse espectrofotométricamente. De esta forma, se encontraron microorganismos pertenecientes a los géneros Pseudomonas, Streptomyces y Bacillus, entre otros, capaces de ser utilizados como biocatalizadores, en forma de células enteras, para la halogenación del sustrato mencionado. Empleando dichas bacterias se ha llevado a cabo la cloración y la bromación regioselectiva del indol obteniéndose derivados halogenados en posición 5 y/o 7, los cuales fueron determinados por CG-MS. La reacción fue optimizada en cuanto a pH, a concentración de reactivos y sustrato y a masa de biocatalizador de forma de minimizar los productos de oxidación derivados de la actividad oxigenasa de las haloperoxidasas, obteniéndose un 20% rendimiento para el 5-Bromoindol y un 10% de 7-Cloroindol. Bases nitrogenadas tales como el benzimidazol, el hidroxibenzimidazol, el uracilo, la indolina, la purina y el triptofano fueron ensayados con esta metodología dando lugar a productos halogenados cuya regioselectividad depende de la reactividad de cada heterociclo en cuestión.