Ingeniería y diseño de biocatalizadores y bioprocesos de síntesis enzimática de antibióticos beta-lactamicos

Resumen

La presente tesis doctoral tiene como objetivo fundamental el diseño de procesos enzimaticos de sintesis de antibioticos -lactamicos como una interesante y prometedora alternativa para sustituir los procesos de sintesis quimica de antibioticos establecidos actualmente, los cuales presentan inconvenientes importantes derivados de la propia complejidad del proceso quimico y la generacion de desechos muy contaminantes para el medio ambiente.En este trabajo se aborda en primer lugar el estudio de varias acilasas naturales procedentes de diferentes fuentes microbianas para evaluar sus propiedades cataliticas durante las reacciones de sintesis de antibioticos. A continuacion, se llevo a cabo el proceso de inmovilizacion y estabilizacion de una de las acilasas estudiadas con excelentes propiedades cataliticas (acilasa de acetobacter turbidans) aplicando tecnicas novedosas de estabilizacion de enzimas multimericas diseñadas en nuestro laboratorio. Posteriormente se realizo la optimizacion de las variables fundamentales de la reaccion enzimatica de sintesis cineticamente controlada (scc) de ampicilina y se diseño ademas un interesante proceso de sintesis estereoespecifica de este antibiotico a partir de penicilina g, sin etapas intermedias de separacion y utilizando la mezcla racemica de fenilglicina metil ester. Asi mismo, se realizo la modulacion de las propiedades cataliticas de una acilasa natural con caracteristicas inadecuadas (acilasa de escherichia coli), a traves de modificaciones fisicoquimicas controladas de la enzima llevadas a cabo durante y despues del proceso de inmovilizacion multipuntual. Por ultimo, y como parte del diseño integral del proceso enzimatico, se estudio la aplicacion de reactores bifasicos acuosos a los procesos estudiados con el objetivo de propiciar la extraccion continua del producto formado durante la reaccion y por tanto, evitar el fenomeno de hidrolisis del antibiotico, que es uno de los pr