Catalizadores ecológicos para la industria
Los enantiómeros son compuestos quirales que comparten la misma denominación química y que poseen los mismos tipos de átomos pero estructuras tridimensionales distintas. Puesto que las diferencias estructurales afectan a la función, los enantiómeros de un mismo compuesto pueden tener diferentes actividades como fármacos o catalizadores de las reacciones químicas. Los biocatalizadores (enzimas) ofrecen una importante alternativa a los catalizadores químicos de cara a reducir el uso de disolventes orgánicos, metales tóxicos y energía. Unos científicos pusieron en marcha el proyecto KYROBIO (The discovery, development and demonstration of biocatalysts for use in the industrial synthesis of chiral chemicals), financiado con fondos europeos, para incrementar la actual disponibilidad (limitada) de enzimas destinadas a la producción de sustancias químicas quirales enantiómeras simples a escala industrial. Los compuestos quirales enantiómeros simples son una clase importante de productos químicos para la industria, a menudo utilizados en la catálisis. KYROBIO creó una serie de técnicas que abarcan bioinformática, modelado molecular, generación de enzimas de alto rendimiento y análisis de transcriptomas de plantas. Algunos logros destacables son su programa de metagenómica para el descubrimiento de enzimas, el módulo CorNet para el sistema de análisis 3DM y los protocolos de modificación de enzimas desarrollados mediante diseño computacional de bibliotecas. Dichas tecnologías reducen en gran medida la necesidad de cribado experimental de los mutantes y materiales empleados, permitiendo al mismo tiempo conseguir las propiedades buscadas de manera más efectiva. Para obtener plataformas industriales de producción enzimática, los investigadores definieron una metodología de inmovilización de enzimas que se puede amoldar a cada proceso concreto. El objetivo era aumentar la estabilidad y permitir la reutilización de biocatalizadores. Algunos logros destacables son las novedosas liasas de hidroxinitrilo obtenidas mediante genética inversa del transcriptoma del helecho, que se pudieron inmovilizar. Estas podrían ser útiles para la protección de cultivos y la producción de repelentes de insectos. Las liasas revisten importancia en la fabricación de productos farmacéuticos y químicos especiales de alto valor. Ahora ya es posible la síntesis de moléculas de importancia comerciales, como aminas quirales, terpenoides y cianohidrinas quirales. El equipo del proyecto dio amplia difusión a sus hallazgos entre destacadas entidades industriales, académicas, autoridades políticas y el público en general. Aparte de cursos de formación y herramientas informática en formato web, el equipo ha elaborado más de veinticinco publicaciones y varias comunicaciones por Internet. Las actividades de KYROBIO podrían, a la larga, situar a la UE a la vanguardia de la fabricación de productos químicos de un modo eficiente, sostenible y respetuoso con el medio ambiente. Ya se ha solicitado una patente al respecto y se dispone de planes de comercialización. Toda esta labor será beneficiosa para los sectores dedicados a los productos agroquímicos, las sustancias químicas finas y los fármacos.
Palabras clave
Biocatalizador, enzima, producción de sustancias químicas, enantiómero, KYROBIO, bioinformática, modelización, transcriptoma