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

MARTÍN PALAZZOLO; MARÍA LAURA MASCOTTI; ELIZABETH LEWKOWICZ; MARCELA KURINA

Tucumán

Simposio; Simposio Nacional de Biotecnología REDBIO ARGENTINA 2015; 2015

redbio

La lignina está compuesta mayoritariamente por los alcoholesp-cumarílico, coniferílico y sinapílico interconectados mediante uniones β-O-4, entre otras. Dicha macroestructura actúa como barrera para preservar la celulosa y la hemicelulosa en las plantas, y es el segundo polímero más abundante en la naturaleza. Los establecimientos que procesan biomasa lignocelulósica bajo el concepto de ?biorefinería? suelen emplear las fracciones correspondientes 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, para lograr una economía de base biotecnológica sólida, es necesario desarrollar tecnologías que permitan aprovechar la riqueza estructural de dicho polímero.La naturaleza ofrece una plétora de herramientas biotecnológicas para transformar una amplia variedad de moléculas orgánicas. En particular, la biotransformación de ácidos carboxílicos aromáticos está a la vanguardia. En este marco, se llevó a cabo la transformación de diversos ácidos benzoicos relacionados con la estructura de la lignina empleando células en crecimiento de Aspergillus flavus. Interesantemente, el biocatalizador exhibió actividades enzimáticas oxidativas y/o reductivas dependiendo de las propiedades electrónicas de los sustituyentes del anillo aromático. Cuando se utilizaron sustratos que portan grupos atractores de electrones (GAE) fuertes se observaron productos de descarboxilación oxidativa, mientras que cuando se emplearon ácidos benzoicos sustituidos con grupos dadores de electrones (GDE) fuertes, se detectaron productos de reducción del ácido carboxílico. Es importante destacar que, cuando se empleó ácido 3,4-dimetoxibenzoico ?un compuesto que posee dos GDE moderados-, el biocatalizador exhibió simultáneamente las actividades enzimáticas de oxidación y de reducción, obteniéndose ambos productos de reacción.Las reacciones redox descritas requieren cofactores que el mismo biocatalizador produce y regenera. De esta manera, el bioproceso desarrollado no sólo es ecológicoy eficiente, sino también autosuficiente, y por ello representa una alternativa de gran valor a los procesos químicos tradicionales para la generación de bioproductos a partir de lignina.