Ingeniería de procesos red dox catalizados por enzimas: diseño de nuevos catalizadores inmovilizados para la regeneración in situ de cofactores
- Autores: Juan Manuel Bolivar Bolivar
- Directores de la Tesis: Roberto Fernández Lafuente (dir. tes.), J. M. Guisán (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2009
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Andrés Rafael Alcántara Leon (presid.), María José Hernáiz Gómez-Dégano (secret.), José Berenguer Carlos (voc.), Manuel Ferrer Martínez (voc.), Jose Luis Garcia Lopez (voc.)
- Materias:
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- Resumen
Ingeniería de procesos red-ox catalizados por enzimas: diseño de nuevos catalizadores inmovilizados para la regeneración in situ de cofactores.
Las deshidrogenasas tienen un gran potencial e interés industrial, ya que permiten realizar reducciones selectivas y oxidaciones específicas implicadas en rutas de síntesis en química fina y farmacéutica. Estas transformaciones están implicadas en campos muy importantes de la química moderna y en retos tales como el diseño de procesos químicos altamente eficientes, material y energéticamente compatibles y complementarios con la química sostenible.
La principal característica de estas enzimas y uno de sus fundamentales cuellos de botella es la dependencia de cofactores solubles tipo NAD , NADH. Por ello el diseño de procesos red-ox de potencial aplicación hace necesario el diseño de sistemas de regeneración ¿In situ¿ que sean muy simples y eficientes.
Uno de las mejores alternativas es la regeneración enzimática utilizando una segunda des hidrogenasa que cataliza una reacción en sentido inverso a la principal y que utilice substratos muy sencillos y baratos. De este modo el agente oxidante o reductor será el sustrato de la enzima auxiliar acetona, alcohol, ácido fórmico, y el cofactor en principio se usa solamente en cantidades muy minoritarias.
De este modo, uno de los problemas principales a resolver para el Diseño de Proceso Red-ox industriales es la mejora de la estabilidad operacional de las enzimas y los cofactores. El objetivo principal del proyecto de tesis doctoral se ha centrado en el diseño y desarrollo de sistemas de uso de deshidrogenasas con regeneración enzimática del cofactor, a través del confinamiento de las enzimas y el cofactor inmovilzados, mediante diferentes estrategias de ingeniería:
1. Combinación de enzimas inmovilizadas en sólidos porosos y cofactor soluble en cantidades minoritarias, o cofactor polimérico soluble.
2. Combinación de enzimas inmovilizadas en nanopartículas no porosas y cofactores inmovilizados en nanopartículas no porosas en el mismo reactor.
Para ello es necesario disponer de técnicas de inmovilización de deshidrogenasa y cofactores sobre superficies sólidas. Algunos de los resultados más relevantes han sido:
1.- Inmovilización-Estabilización de deshidrogenasas.
Las técnicas de inmovilización de las enzimas se han desarrollado utilizando para ello agarosa BCL como matriz sólida modelo. Como resultado se han obtenido catalizadores inmovilizados muy...
