Inmovilización de proteínas con actividad peroxidasa en nanoestructuras y sus aplicaciones sobre reacciones de Epoxidación de Olefinas.

Abstract

Las enzimas son ampliamente utilizadas para la obtención de compuestos intermediarios quirales, tales como los derivados epoxidados que son necesarios para la industria farmacéutica, perfumes y química fina, entre otras. En particular, las peroxidasas han sido empleadas en la obtención de epóxidos. Sin embargo la eficiencia de estas reacciones se ve severamente limitada ya que estas enzimas pierden su actividad durante la catálisis. En esta tesis se han explorado dos maneras de aumentar la actividad y estabilidad enzimática, la primera mediante el uso de variantes obtenidas a partir de mutaciones dirigidas y la segunda por medio de la inmovilización de las enzimas nativas en soportes inertes. El efecto de algunas mutaciones sobre la actividad peroxidasa en estireno fue estudiada en variantes de iso-1-citocromo c. Estudios de Dinámica Molecular han permitido racionalizar los resultados en términos de los cambios conformacionales asociados a las mutaciones. Además, se ha desarrollado un modelo estructural que permitió estudiar los posibles mecanismos de activación enzimática con H2O2 y la oxidación estireno. Los estudios de los mecanismos de activación y oxidación se realizaron a nivel químico-cuántico empleando el método semiempírico PM6. Los efectos de la inmovilización sobre la actividad catalítica y estabilidad de las enzimas fueron estudiados mediante la inmovilización de iso-1-citocromo c de S. cerevisiae y cloroperoxidasa de C. fumago en los soportes nanoestruturados MCM-41, SBA-15 y MCF y su reacción con los siguientes monoterpenos: R-limoneno, S-limoneno y R-carvona. Se observó que el grado de inmovilización en los soportes nanoestructurados depende del diámetro de poro y que hay un aumento de actividad debido a la inmovilización. También la inmovilización mejora la estabilidad de las enzimas frente al aumento de solvente orgánico en el medio de reacción.