Aplicação de lipases comerciais e não-comerciais em reações de resolução cinética de álcoois secundários quirais

Orientador : Prof. Dr. Leandro Piovan

Coorientador : Profª. Drª. Noemi Nagata

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 29/08/2014

Inclui referências : f. 55-60

Resumo

Resumo: As técnicas convencionais de obtenção de enzimas, baseadas no isolamento de microrganismo, têm a etapa de cultivo em meios artificiais como a principal limitação, e, portanto, diferentes abordagens biotecnológicas têm sido usadas para a obtenção de novas enzimas de interesse. A metagenômica é uma das técnicas empregadas como alternativa ao cultivo de microrganismo. Esta técnica consiste na extração direta de fragmentos de DNA a partir do ambiente e subsequente sequenciamento, análise e a superexpressão num microrganismo hospedeiro cultivável em laboratório. Neste trabalho, avaliou-se duas lipases obtidas a partir de uma biblioteca metagenômica, LipC6G9 e LipC12, e uma lipase obtida do microrganismo Burkholderia cepacia, em reações de resolução cinética enzimática de álcoois secundários racêmicos e seus respectivos ésteres. A maioria das reações mediadas pelas enzimas citadas mostraram alta razão enantiomérica (E> 200), e excessos enantioméricos dos produtos elevados (> 99%). Os resultados promissores demonstram que as enzimas não-comerciais avaliadas podem ser utilizadas na biotransformação de compostos orgânicos, e mesmo não sendo enzimas modificadas geneticamente, as lipases inéditas obtiveram conversão e seletividade comparáveis as das enzimas comerciais, mesmo sem otimização de parâmetros reacionais. Palavras chave: lipases, álcoois secundários, resolução cinética enzimática, metagenômica.

Abstract: Conventional techniques of isolating enzymes have limitations of cultivation, and different approaches must be used for obtaining new enzymes of biotechnological interest. Metagenomic technique can be used like alternative method of isolate enzymes and consists in the direct extraction of DNA fragments from environment and subsequent sequencing, analysis and overexpression into a host microorganism culturable in the laboratory.At this study, it was evaluatedtwo new lipases from a metagenomic library, LipC6G9 and LipC12, and a lipase obtained from the microorganism Burkholderia cepacia,for enzymatic kinetic resolution of racemic secondary alcohols and respective ester.For most evaluated reactions mediated by enzymes showed high enantiomeric ratio (E> 200), and enantiomeric excess of products (> 99%), however LipC6G9 for transesterification reactions requires a shorter time so as LipC12, and it was observed that the presence of a substituent on the aromatic ring can influence the selectivity enzyme. Despite of require a long time of reactions, the enzymes evaluated demonstrated high potential for kinectic resolution of secundary alcohols even without optimized parameters of reactions. Keywords: lipases, secondary alcohols, enzymatic kinetic resolution, metagenomic.