Investigadores del grupo de Química Orgánica Sintética de la Universidad de Aalto han establecido un sistema innovador que utiliza enzimas para la valorización de furanos biogénicos, conduciendo a estructuras orgánicas que se encuentran, por ejemplo, en fragancias, productos farmacéuticos y productos naturales bioactivos complejos, como las vitaminas.

El furfural es un precursor común de muchos productos químicos a base de furano. Es una importante plataforma química derivada de la biomasa lignocelulósica, de donde han surgido múltiples enfoques exitosos hacia los biocombustibles derivados de furano y las soluciones de solventes verdes en los últimos años. Sin embargo, cuando se trata de aplicaciones en la producción de química fina, La falta de complejidad y el requisito de catalizadores de metales pesados ​​costosos y cuestionables para el medio ambiente plantean graves desafíos en el camino hacia productos químicos de alto valor añadido.

Confiando completamente en los catalizadores de la naturaleza, las enzimas, la tecnología ahora establecida proporciona la mayor biocompatibilidad y una huella mucho más ecológica en comparación con los enfoques tradicionales.

Al intentar imitar la química clásica que no se encuentra originalmente en la naturaleza, El objetivo es ampliar la caja de herramientas biocatalíticas y utilizar enzimas de una manera más versátil.

"En esta reacción enzimática particular, no solo pudimos sustituir el iridio de uso común, que es uno de los elementos más raros en la corteza terrestre y, por lo tanto, prohibitivamente caro, con un simple catalizador de proteínas. Utilizando enzimas en esta transformación, ahora podemos por primera vez realizar la reacción de una manera más estereoselectiva y así obtener los productos de lactona valorizados con mayor pureza ", dice el investigador postdoctoral Yu-Chang Liu.

Además, los investigadores pudieron recuperar la función enzimática recién descubierta en un entorno natural insertando el código genético de la proteína requerida en un huésped bacteriano. Por lo tanto, una de las transformaciones clave se puede realizar dentro de un microorganismo especialmente diseñado, lo que da lugar a la posibilidad de utilizar células para producir sustancias químicas de alto valor a partir de furanos.

"Con la introducción de funciones verdaderamente no naturales en los organismos vivos, seremos capaces de expandir significativamente los escenarios de producción biológica en el futuro. La capacidad de convencer a los microorganismos para que también participen en transformaciones que no están codificadas de forma natural en ninguna vía biosintética abre oportunidades para fusionar las estrategias químicas tradicionales con el nuevo y poderoso mundo de la biotecnología moderna ", explica el profesor Jan Deska, líder de la investigación.

El estudio, titulado "Redoxisomerización biocatalítica enantioconvergente, "fue publicado recientemente en Edición internacional Angewandte Chemie .