Biocatálisis adaptada para la producción de ácido dicarboxílico: un enfoque enzimático versátil para los ácidos...

Área de la Ciencia:

• Biocatálisis y ingeniería enzimática
• Química sustentable
• Valorización de la biomasa

Sus antecedentes:

• La conversión eficiente de la biomasa renovable en productos químicos valiosos como los ácidos dicarboxílicos es crucial para la industria sostenible.
• Los procesos enzimáticos actuales para la producción de ácido dicarboxílico a menudo carecen de eficiencia y selectividad.
• La glucosa oxidasa (GOx) es una enzima clave, pero su forma nativa tiene limitaciones para producir ácidos dicarboxílicos específicos.

Objetivo del estudio:

• Diseñar la glucosa oxidasa (GOx) para mejorar la especificidad del sustrato y la capacidad oxidativa.
• Desarrollar mejores vías biocatalíticas para la producción de ácidos dicarboxílicos a partir de glucosa.
• Explorar nuevas aplicaciones de la ingeniería de proteínas en la modificación de las oxidasas clásicas.

Principales métodos:

• Se emplearon estrategias de ingeniería de proteínas, incluida la mutagenesis por saturación del sitio, para modificar Aspergillus niger GOx.
• Bibliotecas de mutagénesis construidas y seleccionadas dirigidas a posiciones específicas (por ejemplo, F414) de una variante GOx (Y68W).
• Variantes de ingeniería evaluadas para la eficiencia de la oxidación de la glucosa, la selectividad y el rendimiento del producto en condiciones suaves.

Principales resultados:

• Se identificaron cuatro variantes activas de GOx con un rendimiento oxidativo significativamente mejorado.
• La variante Y68W + F414P logró un rendimiento del 40% de ácido glucurónico a través de la oxidación selectiva C1.
• La variante Y68W + F414C demostró una doble oxidación C1 y C6, obteniendo un 15% de ácido glucárico en un proceso de una sola olla.

Conclusiones:

• Las variantes de ingeniería GOx muestran capacidades mejoradas para la producción de ácido dicarboxílico.
• Este estudio presenta las primeras variantes de GOx que permiten la oxidación secuencial al ácido glucárico en un solo sistema.
• Los hallazgos ofrecen nuevas vías para la síntesis sostenible de ácido dicarboxílico a partir de recursos renovables utilizando enzimas adaptadas.