enzimas como catalizadores industriales

LAS
LAS ENZIMAS COMO POSIBLES CATALIZADORES
INDUSTRIALES
alta
alta actividad en condiciones suaves de reacción
especificidad
especificidad
selectividad
selectividad

A

B

C

D

pH 7.0
1 atm
medio acuoso

química
química orgánica
química
química de alimentos
química
química analítica
química
química ambiental…

A’ A’’ A’’’
B

CD

INTERACCIÓN
INTERACCIÓN CONBIOMOLÉCULAS

Interacciones multipuntuales débiles en tres dimensiones
ESPECIFICIDAD
ESPECIFICIDAD
Las enzimas y los anticuerpos reconocen un único substrato

UNA NECESIDAD BIOLOGICA ------ UNA HERRAMIENTA ANALÍTICA

LAS
LAS ENZIMAS SON CAPACES DE CATALIZAR LOS
PROCESOS QUIMICOS MAS COMPLEJOS EN LAS
CONDICIONES EXPERIMENTALES
Y MEDIOAMBIENTALES MAS SUAVES

QUIMICA SOSTENIBLE DESDEEL PUNTO DE VISTA
ECONOMICO
ECOLOGICO
TECNOLOGICO
UTILIDAD SOCIAL

NUEVOS Y MEJORES PRODUCTOS

LAS
LAS ENZIMAS COMO CATALIZADORES
QUIMICOS INDUSTRIALES
ALIMENTACION DE SUSTRATO ESTABLE
CONDICIONES EXPERIMENTALES DEFINIDAS
NO
NO INTERESA LA REGULACION
S
Catalizadores
Catalizadores heterogéneos
Catalizadores
Catalizadores muy estables
No
No inhibición
Substratos
Substratosnaturales y sintéticos
Todo
Todo tipo de condiciones experimentales
Desplazamientos
Desplazamientos de equilibrio
(sentido de interés industrial)
P

Algunos hitos de la biocatálisis
aplicada
Fermentaciones Tradicionales (yogurs, queso, vino….)

Procesos
Enzimáticos

Procesos
Células

Producción de acrilamida (nitrilhidratasa)
Resolución de mezclas racémicas (lipasas, acilasas)Almidón
Almidón …. Fructosa (amilasa, glucoamilasa, GI)
Hidrólisis de lactosa a galactosa y glucosa (beta-gal)
Sensores de glucosa (glucosa oxidasa)
Detergentes (proteasas, lipasas)

Tratamiento aguas residuales (lodos activos)
Fermentaciones industriales: Producción de Penicilina
(bacterias)

Biocatálisis
Biocatalizadores
Aplicaciones
Química fina y farmacéutica
Química de alimentosQuímica analítica

Mejora de propiedades
Ingeniería Metabólica
Biodiversidad
Evolución dirigida y
Mutagénesis dirigida

Descontaminación

Inmovilización

Nuevas fuentes de energía

Ingeniería del medio
Biocatalizadores
artificiales

Bioinformática

Aplicaciones
Química fina y farmacéutica
Química de alimentos
Química analítica
Descontaminación
Nuevas fuentes de energíaA MULTIENZYMATIC PROCESS FOR THE SYNTHESIS
OF CEPHALOTIN
(CH2)3

HOOC
NH2

O

Cephalosporin C

O

H2N

S

HN
N

OAc

DAAO / GA
O

S
N

OAc

7-ACA COOH

COOH

S

- moderate temperature
- no use of toxic reagents / solvents
- no protection / deprotection steps
- no intermediate purifications

COOH

PGA

O
S

C

O

Cephalotin

S

HN
N

OAcCOOH

ENZIMAS EN QUIMICA ORGANICA
Reducciones asimétricas

D-Lactato deshidrogenasa
O

OH

COOH

COOH
(R) HPBA

NADH

CO2

NAD

HCOOH
Formiato deshidrogenasa

Aplicaciones
Química fina y farmacéutica
Química de alimentos
Química analítica
Descontaminación
Nuevas fuentes de energía

LAS ENZIMAS EN INDUSTRIAS AGRO-ALIMENTARIAS

mayor valor añadido + menosresiduos
modificación química, selectiva, especifica
hidrólisis de almidón ---- jarabe de fructosa
hidrólisis de lactosa en leche
producción de quesos... (hidrólisis de k-caseína )
hidrólisis de glicosil derivados ( aromas en vinos )
modificación de grasa y aceites ( interesterificacion )
mejora de procesos de extracción ( aceites )
aprovechamiento de residuos agrícolas..
producción de aditivosalimentarios
liberación de productos de alto valor añadido ( glicosidasas )
análisis de alimentos - biosensores ( electrodos enzimáticos, FIA )

ENZIMAS EN QUIMICA DE ALIMENTOS
ALMIDON
Amilasa
Dextrina,
Dextrina, maltosa
Glucoamilasa,
Glucoamilasa, pulanasa
glucosa
glucosa
Glucosa
Glucosa isomerasa
glucosa

Glucosa
Glucosa + fructosa
cromatografía

FRUCTOSA

ENZIMAS EN...