Biotransformaciones redox de ácidos benzoicos relacionados con la estructura de la lignina catalizadas por Aspergillus flavus

PALAZZOLO, MA; MASCOTTI, ML; LEWKOWICZ, E; KURINA-SANZ, M

Congreso; REDBIO 2015; 2015

La lignina  está compuesta mayoritariamente por los alcoholes  p-cumarílico, coniferílico ysinapílico interconectados mediante uniones B-O-4, entre otras. Dicha macroestructuraactúa como barrera para preservar la celulosa y la hemicelulosa en las plantas, y es elsegundo polímero más abundante en la naturaleza. Los establecimientos que procesanbiomasa lignocelulósica bajo el concepto de "biorefinería" suelen emplear las fraccionescorrespondientes a la celulosa y a la hemicelulosa para la generación de bioproductos,mientras que la lignina es incinerada para proveer energía de proceso. Sin embargo, paralograr una economía de base biotecnológica sólida, es necesario desarrollar tecnologíasque permitan aprovechar la riqueza estructural de dicho polímero.La naturaleza ofrece una plétora de herramientas biotecnológicas para transformar unaamplia variedad de moléculas orgánicas. En particular, la biotransformación de ácidoscarboxílicos aromáticos está a la vanguardia. En este marco, se llevó a cabo latransformación de diversos ácidos benzoicos relacionados con la estructura de la ligninaempleando células en crecimiento de Aspergillus flavus. Interesantemente, el biocatalizadorexhibió actividades enzimáticas oxidativas y/o reductivas dependiendo de las propiedadeselectrónicas de los sustituyentes del anillo aromático. Cuando se utilizaron sustratos queportan grupos atractores de electrones (GAE) fuertes se observaron productos dedescarboxilación oxidativa, mientras que cuando se emplearon ácidos benzoicos sustituidoscon grupos dadores de electrones (GDE) fuertes, se detectaron productos de reducción delácido carboxílico. Es importante destacar que, cuando se empleó ácido 3,4-dimetoxibenzoico -un compuesto que posee dos GDE moderados-, el biocatalizador exhibiósimultáneamente las actividades enzimáticas de oxidación y de reducción, obteniéndoseambos productos de reacción.Las reacciones redox descritas requieren cofactores que el mismo biocatalizador produce yregenera. De esta manera, el bioproceso desarrollado no sólo es ecológico y eficiente, sinotambién autosuficiente, y por ello representa una alternativa de gran valor a los procesosquímicos tradicionales para la generación de bioproductos a partir de lignina.