Galactomyces candidus GZ1 como un eficiente biocatalizador para la producción de (R)-(+)-1-Feniletanol

MARÍA F. DECARLINI; ANA M. VÁZQUEZ; LAURA I. ROSSI; MARIO L. AIMAR

Montevideo

Simposio; II Simposio Latinoamericano de Biocatálisis y Biotransformaciones (SiLaBB II) y VII Encuentro Regional de Biocatálisis y Biotransformaciones (EnReBB IIV); 2016

UDELAR- Facultad de Química

La reducción estereoselectiva de cetonas es una de las metodologías más importantes para la preparación de alcoholes quirales, los cuales son precursores claves en la obtención de diversos compuestos farmacéuticos [1]. En este sentido, los procedimientos biocatalíticos poseen algunas ventajas comparativas en la obtención de estos compuestos con respecto a los métodos químicos clásicos [2,3].Los objetivos del presente trabajo fueron identificar cepas de microorganismos, provenientes de diferentes fuentes, para llevar a cabo la reducción estereoselectiva de la acetofenona a 1-feniletanol y optimizar el proceso de reducción determinando el efecto de las diferentes variables sobre el proceso de obtención del dicho alcohol.Después de realizar un screening sobre 20 cepas de hongos aislados de muestras de alimentos, un microorganismo aislado de una zanahoria en estado de putrefacción e identificado por biología molecular como Galactomyces candidus GZ1 presentó una excelente conversión de la acetofenona (96% de reducción) y estereoselectividad (>99,9 e.e.%) en la preparación de (R)-(+)-1-feniletanol. G.candidus GZ1 fue desarrollado en caldo GPY (25°C; 3 días) y fue separado por filtración. Las condiciones de reacción fueron: 50 μL de acetofenona (disuelta en 1 ml de dimetilsulfóxido); 3 g del micelio (peso húmedo); 80 ml de buffer fosfato 100mM pH 7,0; 28°Ccon agitación a 100 rpm (agitador orbital) durante 24 hs. Se tomaron muestras las cuales fueron extraídas con acetato de etilo y posteriormente analizadas por GC-FID sobre una columna quiral Supelco_-Dex120 y por GC-MS. Para optimizar el proceso de bioreducción se realizaron los siguientes estudios: 1) Se estableció el efecto de carga del sustrato sobre la capacidad del biocatalizador trabajando a concentraciones de acetofenona de entre 0,644 a 2,575 g/L. 2) Se determinó el efecto de la temperatura, realizando experiencias a 20, 25, 28 y 30°C. 3) Se determinó el efecto del pH, realizando experiencias a pHs de 5.0, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5 y 8.0. 4) Se determinó el efecto de la utilización de diferentes co-solventes. Para ello se realizaron estudios utilizando: alcohol bencílico, etanol, metanol, glicerol, isopropanol, n-butanol, acetona, propilenglicol, ciclohexanol, tetrahidrofurano y sin co-solvente. 5) Se estableció el efecto de la carga de inóculo en el medio de reacción. Para ello, se realizaron experiencias variando la cantidad de inóculo (peso húmedo) desde 37,5 a 125 g/L. 6) Se determinó el efecto de la velocidad de agitación realizando experiencias a 100, 125 y 150 rpm. En base a los resultados alcanzados, se lograron definir las siguientes condiciones óptimas de trabajo para la producción de (R)-(+)-1-feniletanol (99% de conversión y >99,9 e.e.%): acetofenona: 1,93 g/L; inóculo de G.candidus GZ1: 112,5 g/l; pH:7.0; 1,25 % v/v de DMSO; 25°C; agitación a 150 rpm en 48hs de reacción.En la actualidad se están realizando estudios tendientes a determinar el alcance de este microorganismo frente a distintas acetofenonas sustituidas. Los autores agradecen el soporte financiero en subsidio y beca aportado por la Universidad Católica de Córdoba. Se agradece el asesoramiento técnico de la Dra. Silvana Vero (UDELAR) en la caracterización de la cepa por biología molecular.[1] Noyori R. 1994. Asymmetric Catalysis in Organic Synthesis, New York.Wiley-Interscience.[2] Wohlgemuth, R.Curr. Op. Biotech 2010, 21, 713. [3] Cordell, G.A.; Lemos, T.; Monte, F.; et al.J. Nat. Prod.2007, 70, 478.