Reduccion Quimio- y Estereoselectiva de Cetoesteres por Levaduras Encapsuladas en Matrices Sol-Gel

E. M. RUSTOY; G. J. COPELLO; L. E. D¨ªAZ; A. BALDESSARI

Mar del Plata, Buenos Aires, Argentina

Congreso; XV Simposio Nacional de Quimica Organica; 2005

La quimica sol-gel permite la obtencion de matrices inorganicas a partir de silicatos o alcoxidos de silicio como precursores monomericos. Esta tecnica esta siendo utilizada en la actualidad con la finalidad de incorporar dentro de matrices de oxido de silicio biomoleculas (por ejemplo enzimas) e incluso celulas enteras (por ejemplo microorganismos). Las ventajas de la quimica sol-gel radican en la inocuidad del proceso de gelificacion, el que se desarrolla a temperatura, pH y fuerza ionica biocompatibles. Los geles de oxido de silicio provenientes de la hidrolisis y posterior gelificacion de alcoxidos de silicio (TEOS, tetraetoxisilano) han demostrado la capacidad de inmovilizar levaduras y otros microorganismos manteniendolos viables en tiempos prolongados dentro de su estructura. Los microorganismos encapsulados mantienen sus vias metabolicas intactas y pueden ser utilizados en reacciones quimicas. Sacharomices cerevisiae inmovilizadas fermentan glucosa produciendo etanol y producen la reduccion de sales de trifeniltetrazolium. La versatilidad de estas matrices combinada con la capacidad catalitica de algunos microorganismos son de interes para biocatalisis de diferentes sustratos. El uso de microemulsiones que contienen detergentes, alcoholes y alcanos en su composicion fue ensayada como medio de transporte de sustratos no polares desde el medio de reaccion hasta el interior de la matriz en contacto con la levadura. Aunque este medio es toxico para el metabolismo microbiano en solucion, la exposicion de levaduras encapsuladas en matrices de oxido de silicio no produce disminucion en el numero de levaduras viables inmovilizadas. En vista de lo expuesto anteriormente y los resultados obtenidos por nuestro grupo en reduccion de alfa y beta cetoesteres con levaduras de Sacharomices cerevisiae comerciales nativas, ensayamos la reduccion de algunos de estos sustratos con el biocatalizador encapsulado en geles de alcoxidos de silicio y utilizando como medio de reaccion microemulsiones. Por ejemplo, cuando se utiliza beta-cetoacetato de etilo como sustrato observamos solamente la reduccion quimio- y estereoselectiva del grupo ceto para dar un hidroxiester de configuracion (S). Este resultado es similar al obtenido con el biocatalizador no encapsulado pero en este ultimo caso la purificacion del producto es mas tediosa debido a la liberacion de material organico producido por la degradacion de las levaduras. Cuando se utiliza un medio de reaccion diferente a la microemulsion (etanol, acetato de etilo o hexano o mezcla hexano/agua) no se observa la conversion de reactivo a producto, esto podria atribuirse a la incapacidad del sustrato para acceder al interior de la capsula e interactuar con el biocatalizador.