Pesquisadores do grupo de Química Orgânica Sintética da Universidade de Aalto estabeleceram um sistema inovador usando enzimas para a valorização de furanos biogênicos, levando a estruturas orgânicas que são encontradas, por exemplo, em fragrâncias, produtos farmacêuticos e produtos naturais bioativos complexos, como vitaminas.

Furfural é um precursor comum de muitos produtos químicos à base de furano. É uma importante plataforma química derivada de biomassa lignocelulósica, a partir do qual várias abordagens bem-sucedidas para biocombustíveis derivados de furano e soluções de solventes verdes surgiram nos últimos anos. Contudo, quando se trata de aplicações na produção de química fina, a falta de complexidade e a necessidade de catalisadores de metal pesado ambientalmente questionáveis ​​e caros representam sérios desafios no caminho para produtos químicos de alto valor agregado.

Baseando-se totalmente nos catalisadores da natureza - as enzimas - a tecnologia agora estabelecida oferece a mais alta biocompatibilidade e uma pegada muito mais ecológica em comparação com as abordagens tradicionais.

Ao tentar imitar a química clássica que não é originalmente encontrada na natureza, o objetivo é estender a caixa de ferramentas biocatalíticas e usar enzimas de uma maneira mais versátil.

"Nesta reação enzimática específica, não fomos apenas capazes de substituir o irídio comumente usado, que é um dos elementos mais raros da crosta terrestre e, portanto, proibitivamente caro, com um catalisador de proteína simples. Utilizando enzimas nesta transformação, podemos agora, pela primeira vez, conduzir a reação de uma forma mais estereosseletiva e, assim, obter os produtos de lactona valorizados com maior pureza ", diz o pesquisador de pós-doutorado Yu-Chang Liu.

Os pesquisadores foram ainda capazes de trazer a função enzimática recém-descoberta de volta a um ambiente natural, inserindo o código genético da proteína necessária em um hospedeiro bacteriano. Assim, uma das principais transformações pode ser realizada dentro de um microrganismo especialmente projetado, levando à perspectiva de usar células para produzir produtos químicos de alto valor a partir de furanos.

"Com a introdução de funções verdadeiramente não naturais nos organismos vivos, seremos capazes de expandir significativamente os cenários de produção biológica no futuro. A capacidade de convencer os microorganismos a também se envolverem em transformações que não são codificadas naturalmente em qualquer via biossintética abre oportunidades para fundir estratégias tradicionais da química com o poderoso novo mundo da biotecnologia moderna ", explica o líder de pesquisa, o professor Jan Deska.

O estudo, intitulado "Enantioconvergent Biocatalytic Redoxisomerization, "foi publicado recentemente em Angewandte Chemie International Edition .