Slide 1

Sinteza stereoselectiv nainte de apariia ingineriei geneticeLab 9CUPRINSSINTEZA STEREOSELECTIVA INAINTE DE APARITIA INGINERIEI GENETICEMETODE CLASICE DE IMBUNATATIRE A TULPINILOR PENTRU SINTEZA STEREOSELECTIVASINTEZA STEREOSELECTIVA INAINTE DE APARITIA INGINERIEI GENETICE obtinerea prin fermentatie a acidului lactic 1 optic activ a fost unul dintre primele procese de sinteza stereoselectiva evidentiate, a utilizat microorganisme naturalepe masura ce descoperirea noilor medicamente de origine naturala si sintetica a progresat, structura medicamentelor a fost elucidata , au fost obtinute fie prin extractie din sursele naturale , fie prin procese sintetice clasice s-ademostrat ca enantiomeri diferiti ai aceeasi molecule optic active nu indeplinesc obligatoriu aceleasi actiuni farmacologice

(R)- i (S)- acid lactic 1; (S,S)-acid tartric (2)INFLUENTA STEREOCHIMIEI ASUPRA ACTIVITATII FARMACOLOGICE A UNOR MEDICAMENTE NUMEENANTIOMER DENANTIOMER LMETILDOPAINACTIVANTIHIPERTENSIVPENICILAMINAANTIARTRITICFOARTE TOXICPROPOXIFENANALGEZICANTITUSIVMETORFANANTITUSIVANALGEZICIZOPROTERENOLACTIVITATE BRONHODILATOARE PUTERNICAACTIVITATE BRONHODILATATOARE SLABA cercetarea legaturilor intrestructura si activitatea unei molecule a ajutat la intelegerea actiunilor farmacologice, fiind bazata pe urmatoarele fapte: a. receptorii de suprafata celulara , sunt molecule biologice sunt chirale b. moleculele eficiente ale medicamentelor trebuie sa fie simetrice cu receptorul c. complianta cu necesitatiile reglatorii - se stie ca procesele de fermentatie implicau etape stereoselective - in cazul penicilinelor, enzimele au capacitatea de a cataliza reactii chimice intr-o maniera stereoselectiva- fermentatia si biotransformarea la nivelul celulei cu enzime izolate au constituit bazele sintezei stereoselective

Se cunotea c procesele de fermentaie implicau etape stereoselective. De asemenea s-a constatat, n cazul penicilinelor, c enzimele au capacitatea de a cataliza reacii chimice ntr-o manier stereoselectiv. Fermentaia i biotransformarea la nivelul celulei cu enzime izolate au constituit bazele sintezei stereoselective. n 1921, Neuberg i Hirsch au descoperit procesul de condensare a benzaldehidei 10 i acetaldehidei n prezena drojdiilor care conduce la formarea 1-hidroxi-1-fenil-2-propanonei 12 optic active (fig. 5.2), cu formarea acidului piruvic 11 ca intermediar. Reacia este catalizat de enzima piruvat decarboxilaza. Compania farmaceutic german Knoll AG a utilizat acest component pentru a sintetiza chimic L-(-)-efedrina 13 printr-o metod patentat n 1930.

Producia de L-efedrin prin biotransformarea stereoselectiv microbianO alt etap important n biotransformarea stereoselectiv nainte de dezvoltarea ingineriei genetice a constituit-o descoperirea hidroxilrii stereo- i regioselective de ctre Rhizopus arrhuis a progesteronului 14 la 11--progesteron 15, un intermediar important pentru sinteza cortizonului 16 (fig. 5.3). Sinteza chimic a cortizonului este extrem de dificil i neviabil din punct de vedere economic.

Reducerea microbian stereo- i regioselectiv a progesteronului la 11--hidroxiprogesteronTipul reacieiBiocatalizatorulSubstratulProdusulOxidareOxigenazasimvastatina6- hidroximetilsimvastatinaDezaminare oxidativD-aminoacid oxidazacefalosporina C-ceto-adipinil-7-ACAHidroxilarebenzoat-dioxigenazabenzen1,2-cis-dihidroxicatecolReducerepiruvat-decarboxilazabenzaldehida(1R)-fenilacetilcarbinolAminare reductivleucin dehidrogenazaacid trimetilpiruvicL-tert-leucinaEsterificareLipazaacid 3-benziltio-2-metil propanoiccatena lateral a zofenoprilHidrolizaLipaza(S)-ibuprofen metoxi-etil esteribuprofenIzomerizareIzomerazaglucozaD-fructozaCondensarea aldolilorAldolazaN-acetilmanozaminaAcid N-acetilneruaminicREACTII STEREOSELECTIVE TIPICE CU AJUTORUL BIOCATALIZATORILOR NATURALI Metodele clasice de identificare a noilor enzime i microorganisme sunt bazate pe tehnici de screening, de exemplu a probelor de sol, sau colectarea tulpinilor prin mbogirea culturilor. n general, microorganismele izolate din natur produc enzima dorit la nivele prea mici pentru a realiza un proces de producie eficient din punct de vedere al costului. De aceea, clonarea i supraexpresia acestora este foarte benefic pentru dezvoltarea procesului. Metodele clasice de mbuntire a tulpinilor s-au bazat pe utilizarea mutagenilor chimici i pe tehnici de selecie creative pentru identificarea tulpinilor superioare pentru atingerea unui anumit obiectiv. Aceste metode au fost utilizate cu succes n producia industrial a antibioticelor, vitaminelor i aminoacizilor.Metodele clasice ale mbuntirii tulpinilor pot fi sumarizate dup cum urmeaz:- tehnici de screening;- colectarea tulpinilor prin culturi mbogite;- mutaii genetice aleatorii;- evoluia direcionat in vitro;- mutageneza chimic.