Síntesis enzimática de análogos de nucleósidos-5' -monofosfato con aplicación en industria farmacéutica y alimentaria

Abstract

Los derivados de los ácidos nucleicos juegan un papel clave en una gran cantidad de procesos bioquímicos. En consecuencia, diferentes análogos de nucleósidos y nucleótidos se han convertido en moléculas especialmente interesantes para el tratamiento de algunas enfermedades humanas, como el cáncer, las infecciones parasitarias y las enfermedades virales. Por otro lado, los nucleótidos también son empleados como suplementos alimentarios. Ciertos nucleótidos, como la inosina-5'-monofosfato y la guanosina-5'-monofosfato, son aditivos comúnmente utilizados como potenciadores del sabor umami en los alimentos. Como resultado de la relevancia económica y social de este tipo de compuestos, la demanda actual de nucleótidos ha aumentado significativamente. Este hecho, junto con la actual conciencia medioambiental global, hacen necesario el desarrollo de metodologías sintéticas más baratas y sostenibles. En comparación con los métodos químicos tradicionales, la biocatálisis representa una alternativa más sostenible para la síntesis de nucleótidos, ayudando a disminuir el impacto ambiental del proceso industrial. En este sentido, las fosforribosiltransferasas catalizan la transferencia reversible de la ribosa-5'-fosfato a diversas bases nitrogenadas en presencia de Mg2+, obteniéndose así el correspondiente NMP. Este tipo de enzimas muestran características interesantes para su aplicación como biocatalizadores en la síntesis industrial de NMPs. La presente tesis pretende el desarrollo de procesos sostenibles para la síntesis de análogos de NMPs de interés industrial, mediante el uso fosforribosiltransferasas, libres y/o inmovilizadas. Para ello, se realizará un abordaje biotecnológico integral del proceso: i) la clonación, expresión y purificación de las correspondientes enzimas, ii) la caracterización estructural y funcional de las enzimas para la selección de las condiciones óptimas del biocatalizador, iii) la inmovilización de las enzimas de interés, iv) el desarrollo de nuevas estrategias de síntesis de análogos de nucleótidos utilizando enzimas aisladas e inmovilizadas. [Resumen Teseo]