BIO-OXIDACIÓN DE ESTEROIDES PARA LA OBTENCIÓN DE INTERMEDIARIOS

DANIELA BUSTOS CRESCENTINO, M. GABRIELA PARAJE, DANIEL A. BUSTOS

Capital Federal

Simposio; 4º Simposio Argentino de Procesos Biotecnológicos; 2016

SaProBio 2016

Resumen El sustrato estigmasterol sesometió a biotransformación utilizando enzimas presentes en el hongo Aspergillus terreus. Además, se comparóla bio-oxidación con la oxidación química del compuesto mediante el Reactivo deJones. La metodología general del trabajo fue una técnica estándar de dosetapas con células enteras de este hongo. Se puede apreciar claramente que elgrupo oxhidrilo de carbono 3 de estigmasterol fue oxidado por las enzimas delhongo A. terreus a la correspondientecetona. La reacción deoxidación del compuesto estigmasterol, serviría como modelo en la obtención dehormonas e intermediarios para la producción de derivados de la vitamina D.Palabrasclave: Estigmasterol, bio-oxidación, Aspergillus terreus1.           Introducción Lacomplejidad de las moléculas de esteroides hace que el uso de biocatalizadoressea particularmente interesante para la funcionalización, debido a la altaregio y estereo-selectividad de las reacciones a realizar. Esto junto con lascondiciones suaves necesarias para las bioconversiones, condujeron aldesarrollo de procesos de producción biológica de alto rendimiento yrespetuosos del medio ambiente que sus contrapartes de síntesis química, unacaracterística que actualmente preocupa a las industrias (Fernandes, P., etal., 2003).Lasconversiones químicas pueden comprometer la integridad estructural delesteroide. La protección y desprotección a menudo son necesarios para lograrlos resultados regio y estereoquímicos requeridos, mientras que, los procesosde biotransformación no necesitan ni la protección ni el uso de reactivospeligrosos (Nassiri-Koopaei, N. & Faramarzi, M.A., 2015).Losmétodos de oxidación tradicionales usan sales de metales y óxidos de metalescomúnmente basados en Mn y Cr. El problema ocasionado por este método deoxidación es la cantidad de metales pesados vertidos a las aguas residuales conel impacto que esto provoca en el medio ambiente (Muzart J., 2003). Porotro lado la oxidación enzimática o microbiana de alcoholes ofrece un caminoalternativo para la obtención de compuestos carbonílicos en condiciones suavesde reacción (Romano, D., et al., 2012), uno de los procesos más importantes enla química orgánica sintética. Este proceso permite la obtención de derivados,los cuales pueden ser utilizados como intermediarios en la obtención decompuestos comohormonas esteroidales y anticancerígenos.Labiotransformación de este compuesto mediante el uso del hongo Aspergillus terreus, representaría unmodelo en la biotransformación de esteroles. Elobjetivo de este trabajo es la oxidación de la función alcohol delestigmasterol a un grupo carbonilo como primer paso. Posteriormente esto da laposibilidad de reducir el doble enlace carbono-carbono con reductoresespecíficos de manera de obtener, por reacción química o biológica, losalcoholes con estereoquímica α o β (epímeros). Esta técnica ofrece una enormeposibilidad de sintetizar derivados que presentarán actividades farmacológicasmarcadamente distintas.2.      Metodología La biotransformación se llevó acabo de acuerdo con un protocolo estándar de dos etapas. Etapa I: el caldo dextrosaSabouraud (medio líquido de sabouraud medio de cultivo líquido Sabouraud (30 ml) se inoculó con un cultivodel microorganismo y se hizo dejó crecer durante 72 hs. Etapa II: seinició mediante la inoculación en la misma cantidad de medio con la biomasa dela etapa I. A continuación, se añadió una solución acuosa del sustrato y secultivó aeróbicamente a 25 ºC en un agitador recíproco a 110 rpm. El proceso sedetuvo a los 14 días. La oxidación química del compuesto estigmasterol serealizó mediante el Reactivo de Jones (Fieser, L & Fieser, M., 1967).3.      Resultados Porcomparación en Cromatografía en Capa Delgada de la biotransformación con laoxidación química, se puede apreciar claramente que el grupo oxhidrilo de carbono3 de estigmasterol fue oxidado por las enzimas del hongo A.spergillus terreus a la correspondiente cetona,observándose una reacción limpia y con manchas bien definidas en elcromatograma (Fig. 1). 4.      Discusión Sepuede ver la utilidad de este microorganismo (A.spergillus terreus) para este tipo de oxidaciones. Esto esun aporte importante para la Química Verde debido a que, no se requiere laprotección de grupos funcionales específicos del sustrato, las condiciones enque se producen son menos contaminantes para el medio ambiente y puedenevitarse reacciones secundarias y productos secundarios indeseables. Además lasmodificaciones estructurales producidas son regio y estereoselectivas.5.      Conclusiones La biotransformación usando en estecaso las enzimas oxidoreductasas de un hongo fitopatógeno, es un métodosencillo, económico y limpio que permite modificar estructuralmente compuestosorgánicos. La reacción de oxidación del compuesto estigmasterol, serviría comomodelo en la obtención de hormonas e intermediarios para la producción dederivados de la vitamina D. También es un antecedente importante en laoxidación de alcoholes secundarios cíclicos a cetonas. Los resultados obtenidosen este trabajo sientan bases para efectuar esta oxidación con la técnica deformación de biofilm de este hongo y con Pseudomonasaeruginosa, ya que presentan antecedentes deoxidación de alcoholes a cetonas. No hay antecedentes en la bibliografía en laoxidación de un 3β-hidroxiesteroide a cetona por un cepa de A.spergillus terreus.