Lipasas como biocatalizadores en la síntesis de derivados de ácidos biliares, fenilacéticos sustituidos y glicirretínico

Abstract

En el presente trabajo de tesis se estudió la aplicación de enzimas aisladas en la transformación de ácidos de diversa naturaleza con potenciales aplicaciones farmacológicas. Primeramente, se estudió la actividad de varias lipasas comerciales y una proveniente de un agro-residuo en la preparación de derivados de ácidos biliares. Se obtuvieron veintitrés productos, de los cuales, catorce resultaron novedosos y dos de ellos presentaron potente actividad como inhibidores del crecimiento de Trypanosoma cruzi. Debido a la baja toxicidad de los ácidos biliares, estos productos pueden ser usados como drogas potenciales para el tratamiento de la enfermedad de Chagas. La aplicación de lipasas en reacciones de amidación de ácidos fenilacéticos sustituídos permitió la preparación de quince alcanolamidas, trece de las cuales resultaron novedosas. Se evaluaron diferentes caminos de síntesis, eligiendo la amidación directa a partir del ácido correspondiente como la estrategia más adecuada. Tres de los compuestos sintetizados fueron efectivos inhibidores del crecimiento del parásito protozario responsable de la leishmaniasis. Además, se describió la aplicación de lipasas comerciales y una lipasa heteróloga del hongo Rhizopus oryzae, en la preparación de derivados del ácido glicirretínico, triterpeno pentacíclico natural. Se obtuvieron seis derivados, cinco de los cuales fueron compuestos novedosos. Uno de los compuestos obtenidos, fue muy activo contra los virus del herpes, aún en cepas resistentes a los fármacos empleados actualmente. Finalmente, mediante estudios computacionales se profundizó en el conocimiento de interacciones moleculares importantes en reacciones enzimáticas de acetilación y amidación. Se demostró el comportamiento regioselectivo de la lipasa de Candida antarctica y las diferencias en reactividad observadas experimentalmente para los distintos nucleófilos y ácidos empleados como sustratos.

In this work the use of isolated enzymes in the transformation of acids from various sources, showing pharmacological applications, was evaluated. Firstly, the activity of several commercial and non-commercial lipases was studied in the preparation of bile acid derivatives. Twenty-three products were obtained, out of which fourteen were new compounds and two of them showed a powerful activity as growth inhibitors of Trypanosoma cruzi. Due to the low toxicity of bile acids, these products can be used as drugs for the treatment of Chagas' disease. The application of lipases in amidation reactions of substituted phenylacetic acids allowed the preparation of fifteen alkanolamides, thirteen of which were new compounds. Different synthetic pathways were evaluated, choosing direct amidation from the corresponding acid as the most suitable way. Three of the enzyme-synthesized compounds were effective as growth inhibitors of the protozoan parasite responsible for leishmaniasis. The use of commercial lipases and a heterologous lipase from the fungus Rhizopus oryzae in the preparation of glycyrrhetinic acid derivatives was also described. Six derivatives were obtained, five were new compounds. One of them was very active against the herpes virus, even in drug resistant strains. Finally, through computational studies the understanding of important molecular interactions in enzymatic acetylation and amidation was improved. It was possible to explain the regioselective behavior of Candida antarctica lipase and the differences in reactivity experimentally observed for various nucleophiles and acids.