Evolución dirigida de una lipasa enantioselectiva con un amplio alcance de sustrato para la hidrólisis de ésteres...

Área de la Ciencia:

• Biocatálisis e Ingeniería de Enzimas.
• Síntesis orgánica La síntesis orgánica.
• Ingeniería de proteínas Ingeniería de proteínas.

Sus antecedentes:

• La lipasa A (CalA) de tipo silvestre de Candida antarctica tiene limitaciones en actividad y selectividad para aplicaciones sintéticas específicas.
• La hidrólisis de los ésteres de p-nitrofenilo sustituidos por alfa es crucial para producir compuestos quirales.
• La evolución dirigida es una herramienta poderosa para mejorar las propiedades de las enzimas.

Objetivo del estudio:

• Diseñar una variante de Candida antarctica lipasa A (CalA) con mejor eficiencia catalítica y especificidad de sustrato alterada.
• Evaluar el rendimiento de la lipasa modificada para la hidrólisis de ésteres de p-nitrofenilo sustituidos por alfa.
• Explorar la utilidad sintética de la variante de la enzima en la producción de compuestos enantioméricamente puros.

Principales métodos:

• Empleando la evolución dirigida para modificar la secuencia de aminoácidos de la Candida antarctica lipasa A (CalA).
• Variantes de enzimas de cribado para una mayor actividad y enantioselectividad en la hidrólisis de varios ésteres de p-nitrofenilo sustituidos por alfa.
• Caracterización de los parámetros cinéticos (valores de E) y el exceso enantiomérico (ee) de las enzimas de tipo salvaje y evolucionadas.

Principales resultados:

• La variante CalA evolucionada demostró un aumento sustancial en la eficiencia catalítica, con valores de E que van desde 45-276, una mejora significativa con respecto al tipo silvestre (2-20).
• La hidrólisis procedió con un alto exceso enantiomérico (95-99%) en una amplia gama de sustratos de éster probados.
• Se observó un aumento notable de 30 veces en la actividad para la mayoría de los sustratos, junto con una selectividad inversa (R) en comparación con la selectividad (S) del tipo silvestre.

Conclusiones:

• La variante de CalA diseñada exhibe una actividad significativamente mejorada, un amplio alcance de sustrato y una enantioselectividad inversa, lo que la convierte en un valioso biocatalizador para la síntesis asimétrica.
• Esta variante de la enzima ofrece una herramienta prometedora para la producción eficiente y selectiva de productos intermedios quirales.
• El estudio destaca el éxito de la evolución dirigida en la adaptación de las propiedades de las enzimas para desafíos sintéticos específicos.