Búsqueda de nuevas enzimas halogenasas en cepas nativas de Streptomyces

Abstract

Muchos productos farmacéuticos y agroquímicos, detergentes, pigmentos y polímeros que son utilizados en la vida moderna presentan compuestos halogenados. La halogenación tradicional de moléculas es llevada a cabo por procesos que generalmente involucran condiciones de reacción que implican la utilización de agentes y solventes tóxicos por lo que perjudican el ambiente. Estas rutas de halogenación cuentan con baja regioselectividad y presentan la formación de productos no deseados. La halogenación enzimática provee una ruta más efectiva y ecológica para combatir estos problemas, aumentando la regio- y estereoselectividad obtenida (Menon et al., 2022a). Durante un extenso período el interés en los procedimientos biocatalíticos ha ido en aumento, siendo estos más benignos para el medio ambiente y menos costosos que la química clásica (Woodley, 2020, Sheldon & Brady, 2019). A su vez, las enzimas suelen actuar como catalizadores con selectividad quimio-, regio-, y estereoespecífica, una característica que es altamente desafiante para los métodos clásicos de la química. Es por esto por lo que la biocatálisis resulta ser una opción respetuosa con el ambiente que posibilita la funcionalización de átomos de carbono no activados. Las halogenasas se pueden clasificar en 3 tipos según el mecanismo catalítico. Esta tesis se centró en halogenasas flavinas dependientes (FDH). En literatura se han descrito una gran variedad de compuestos halogenados encontrados en la naturaleza. Hasta la fecha, más de treinta enzimas con actividad halogenasa procedentes de diferentes microorganismos han sido caracterizadas (Crowe et al., 2021a). En este contexto es que surge el interés de buscar nuevas halogenasas capaces de biotransformar compuestos indólicos que puedan utilizarse para la síntesis de derivados psicodélicos. En esta tesis se utilizaron aproximaciones de minería genómica para la búsqueda de halogenasas en cepas de actinomicetes nativas. Como resultado, se lograron identificar cuatro halogenasas (2231, 2321, MAI2213 y MAI2274) que fueron clonadas y expresadas en microorganismos recombinantes estudiando la capacidad de los biocatalizadores obtenidos de halogenar núcleos indólicos mediante biotransformación del tripófano.