XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Química BIOCATÁLISIS: COPIANDO LAS “ESTRATEGIAS SINTÉTICAS NATURALES” E. García-Junceda Dpto. de Química Bio-Orgánica, Instituto de Química Orgánica General (IQOG-CSIC) Juan de la Cierva, 3, 28006, Madrid, tfno: +34 915 622900; eduardo.junceda@csic.es Productos Naturales, sondas moleculares en sistemas biológicos El objetivo último de la biocatálisis es transferir la eficacia sintética que muestran los seres vivos al laboratorio, por lo que debe imitar las estrategias sintéticas empleadas por éstos. La “estrategia sintética natural”, se basa en tres aspectos clave: i) la utilización de las enzimas como catalizadores; ii) el uso secuencial de estos catalizadores en reacciones en cascada (rutas biosintéticas) y iii) la compartimentalización de enzimas o rutas incompatibles en distinto orgánulos o compartimentos celulares. Estos tres aspectos que conforman la “estrategia sintética” de la naturaleza son los que la biocatálisis pretende imitar. Así, las técnicas de DNA recombinante y especialmente la PCR, han permitido y facilitado la obtención de gran cantidad de enzimas que anteriormente eran difícilmente accesibles y que son capaces de catalizar una miríada de reacciones químicas. Pero, además, estas técnicas han permitido desarrollar estrategias para modificar aspectos de la catálisis enzimática que son clave desde el punto de vista de la biocatálisis como son la especificidad por el sustrato, regio- y enantioselectividad, estabilidad, etc. Las rutas biosintéticas desarrolladas por los seres vivos pueden asimilarse en la biocatálisis al uso de sistemas multienzimáticos en fase homogénea. La acción concertada de varias enzimas que actúan secuencialmente presenta extraordinarias ventajas desde el punto de vista sintético ya que permite convertir en irreversible un proceso reversible, desplazar el equilibrio de una reacción, eliminar problemas de inhibición del catalizador por exceso de producto o prevenir la falta de sustratos por su dilución o degradación en el medio celular, etc. Por último, la compartimentalización en diferentes orgánulos que llevan a cabo los seres vivos, es mimetizada en el campo de la biocatálisis mediante diferentes estrategias de inmovilización (confinamiento físico de una enzima o varias enzimas en una región determinada del espacio) como pueden ser la microencapsulación, el atrapamiento en liposomas o fibras huecas entre otros ejemplos. Algunas de estas estrategias se ilustrarán en presente comunicación con trabajos realizados en nuestro grupo de investigación, en el que durante estos últimos años, hemos intentado paliar el principal inconveniente que presenta la aplicación sintética de las aldolasas dependientes de dihidroxiacetona (DHA) fosfato. Agradecemos al Ministerio de Ciencia e Innovación (Grant PI11/01436) y a la Comunidad de Madrid (Grant S2009/PPQ-1752) el soporte financiero.