Biocatalizadores: Herramienta útil en procesos limpios para la síntesis de productos bioactivos y biomateriales

ALICIA BALDESSARI

Cancún

Congreso; II Congreso Latinoamericano de Biotecnología Ambiental y Algal; 2010

Sociedad Latinoamericana de Biotecnología Ambiental y Algal

A pesar del alto grado de desarrollo alcanzado en la obtención de productos industriales de alto valor agregado, todavía persisten algunos problemas vinculados al cuidado del medio ambiente. Estos procesos se llevan a cabo en  condiciones drásticas de reacción que involucran un considerable gasto de energía. Además, la naturaleza agresiva de muchos reactivos empleados complica los procesos de tratamientos de efluentes. Actualmente resulta importante administrar los recursos renovables en forma racional, especialmente eliminando el uso y generación de sustancias peligrosas y desarrollando caminos productivos más cortos con mejores rendimientos y ahorro de energía y materias primas, conocidos como procesos limpios. La Biocatálisis se presenta como una herramienta útil para generar estos procesos. El uso de enzimas aisladas o formando parte de microorganismos como biocatalizadores contribuye en todo este campo, ya sea diseñando nuevos procesos u ofreciendo soluciones alternativas para mejorar los ya aplicados. Algunas enzimas como las lipasas pueden ser utilizadas en reacciones de síntesis, en sentido inverso al de la hidrólisis que efectúan en el ambiente celular. De esta manera tienen aplicación en  variados procesos en la industria alimenticia, farmacoquímica, cosmética, etc. Nuestro grupo de investigación ha aplicado la metodología enzimática utilizando lipasas de manera exitosa en varios tipos de reacciones que produjeron una variedad de productos con aplicación práctica para la industria. Se han obtenido derivados acilados de variados productos naturales como sesqui- y diterpenos, esteroides y vitamina B6 que mostraron actividad como antivirales, hormonas, neuro-  y glucocorticoides, integrantes de formulaciones cosméticas y aditivos alimentarios. La estrategia biocatlítica con lipasas se aplicó en la síntesis limpia de medicamentos comerciales como un compuesto contra la hipertrofia prostática benigna y un bactericida de amplio espectro. Las lipasas también resultaron apropiadas como catalizadores en la síntesis de monómeros acrílicos  y polímeros: poliésteres, poliacrilamidas y polimidoaminas, útiles como biomateriales en liberación controlada de medicamentos e ingeniería de tejidos. Otra estrategia biocatalítica que conduce a procesos limpios constituye la aplicación de células enteras de microorganismos como fuente de enzimas. Dentro de este campo se han estudiado reacciones de reducción de variados compuestos dicarbonólicos catalizadas por hongos y levaduras obteniéndose hidroxiésteres, hidroxicetonas y dioles con elevada estereoselectividad trabajando en medio acuoso y orgánico, con células en crecimiento y reposo, en cultivos frescos, esporas y diferentes métodos de conservación de los microorganismos. Los microorganismos permitieron realizar este tipo de reacciones evitando el uso de agentes oxidantes y reductores tóxicos y de difícil tratamiento para su disposición como residuos.