Uso de técnicas não clássicas de ressonância magnética nuclear no planejamento e discriminação quiral de processos biocatalíticos

Resumo

Dentre as diversas aplicações dos processos biocatalíticos, o emprego de enzimas na obtenção de compostos quirais apresenta grande destaque. Este fato se deve principalmente à reconhecida importância da quiralidade nos processos biológicos, devido as diferenças de afinidade que cada enantiômero apresenta por certos receptores ou enzimas. O planejamento e a otimização de reações biocatalíticas estão baseados nos mesmos princípios que as reações orgânicas tradicionais (substrato, pH, solvente, temperatura, entre outros). Contudo, as informações obtidas durante o planejamento e/ou otimização de processos biocatalíticos são limitadas pela complexidade inerente da enzima. Somado a isto, os métodos de discriminação quiral das moléculas obtidas, normalmente baseados em cromatografia líquida de alta performance com fase estacionária quiral (HPLC), são lentos e podem ocasionar a decomposição do produto, principalmente em substratos mais complexos.Existem diversas metodologias para o planejamento e otimização de processos biocatalíticos. Os métodos cinéticos são, indiscutivelmente, ferramentas úteis na elucidação de mecanismos reacionais. Todavia, com o avanço tecnológico e com estudos de interação enzima-substrato métodos mais práticos que fornecem respostas mais rápidas e precisas apresentam-se como alternativas atraentes. Estas técnicas permitem uma otimização mais eficiente obtendo um maior número de informações. Dentre as diferentes técnicas destacam-se a espectrometria de massas, espectroscopia de infravermelho, eletroforese e a ressonância magnética nuclear - RMN. Neste projeto, pretendo desenvolver protocolos de planejamento e discriminação quiral de reações biocatalíticas baseados em métodos de RMN não clássicos. Na primeira parte, realizaremos o planejamento da reação de resolução cinética enzimática de aminas por meio de RMN (STD, T1, T2 e Difusão) para medir as interações enzima-substrato. As técnicas apresentam vantagens como praticidade, rapidez e fornecem um número maior de informações sobre a reação como o mapa de interação do substrato (epitopo do substrato), o tipo de interação enzima-substrato que ocorre (interações de hidrogênio, eletrostática, aromáticas À, entre outras) e qual o enantiômero que será formado. O protocolo pode ser aplicado para diferentes enzimas e substratos, verificando a promiscuidade catalítica da enzima e efeito inibitório de substratos. Na segunda parte, será realizado a discriminação quiral por RMN de Telúrio, através do efeito de solvatação quiral (par de íons) para a determinação dos excessos enantioméricos. As moléculas contendo o átomo de Telúrio serão sintetizadas a partir da reação de resolução cinética enzimática de ésteres. Para a otimização da reação será empregado a RMN-1H para medir a cinética de reação. O método que será desenvolvido apresenta vantagens como praticidade, rapidez, precisão, não derivatização, recuperação dos compostos sintetizados e possibilidade de se trabalhar com compostos instáveis frente as condições de cromatografia, como os alguns compostos de Telúrio Alquílicos. (AU)