Biotransformação de Compostos Orgânicos

Sobre

Esta é uma área científica multidisciplinar que consiste na utilização de métodos biológicos para modificar substâncias orgânicas. Ela é especialmente útil nos casos em que o uso de métodos químicos usuais não produzem os resultados desejados.

Um exemplo industrial clássico de uso da técnica é o da obtenção de alguns esteróides, como a cortisona. Nesse caso a etapa crítica é a da introdução de oxigênio da posição 11 da progesterona (esquema abaixo). A oxidação naquela posição é muito difícil de ser feita por métodos químicos mas alguns fungos, como por exemplo o Rhizopus arrhizus, conseguem hidroxilar a progesterona na posição desejada. Cerca de 200 processos semelhantes estão em uso pela indústria químico-farmacêutica.


Linhas

1. Biotransformação de Produtos Naturais
Nesta linha procuramos modificar quimicamente moléculas de compostos orgânicos naturais utilizando microorganismos nâo-patogênicos ou enzimas. Temos trabalhado principalmente na obtenção de derivados de diterpenóides tetracíclicos (cauranos e baieranos) a partir de compostos obtidos do esteviosídeo. Relatos da literatura mostram vários exemplos desta classe com propriedades biológicas importantes como a de reguladora de crescimento vegetal. Veja alguns exemplos dessas modificações nos resultados abaixo.

 

2. Biotransformação de Fármacos
Um dos objetivos é o de obter derivados de drogas lançadas no mercado há várias décadas e com patentes já em domínio público (genéricos). Com isso procuramos obter compostos que não tenham sido obtidos na fase de pesquisa original da droga. Esperamos com isto obter compostos com propriedades farmacológicas melhores do que as da droga original.

Outro objetivo é o de obter metabólitos iguais aos produzidos por mamíferos, mas utilizando microorganismo para usa obtenção. Neste caso os metabólitos obtidos podem auxiliar na compreensão da farmacocinética e farmacodinâmica da droga original.

 


Projetos em Andamento

Biotransformação do Ácido Rosmarínico
Equipe: Karina Bora (mestrado)

Resumo: o ácido rosmarínico é um .....


Biotransformação do Mitotano

Equipe: Daniela Maluf (doutorado)

Resumo: o mitotano é um quimioterápico utilizado no tratamento do câncer do córtex da glândula suprarrenal.

 


Resultados

Enzymatic modification of stevioside. Brás H. de Oliveira, Janaina Packer, Marcio Chimelli and Daniel A. Jesus. Journal of Biotechnology (2007).
Resumo: O esteviosídeo é um adoçante natural comercial extraído da planta Stevia rebaudiana. Ele é um glicosídeo do esteviol e outros glicosídeos estão presentes na planta. Aqueles que tem maior número de unidades de açúcar, como o rebaudiosídeo A, tem melhor sabor mas eles existem em baixos teores na planta. Por isso existe grande interesse na conversão do esteviosídeo em outros glicosídeos de melhores propriedades organolépticas. Uma abordagem para o problema, que é o objetivo do projeto, se refere à adição de moléculas de açúcares ao esteviosídeo catalizada por enzimas hidrolíticas. Com isto pretende-se obter um produto com melhores propriedades e maior valor comercial.

 

Biotransformation of Betulinic Acid by Fungi. Brás H. de Oliveira, Denize Z. Bastos and Daniel A. Jesus. Phytochemistry (2007).

Resumo: o ácido betulínico (figura abaixo) é um produto natural com potente ação anti-melanoma e anti-HIV. O objetivo do projeto foi obter derivados através do uso de fungos, inclusive alguns endofíticos isolados da planta (Platanus ) da qual foi isolado o ácido betulínico. Foram obtidos vários derivados hidroxilados com vários fungos.

 

Resumo: o ácido betulínico (figura abaixo) é um produto natural com potente ação anti-melanoma e anti-HIV. O objetivo do projeto foi obter derivados através do uso de fungos, inclusive alguns endofíticos isolados da planta (Platanus ) da qual foi isolado o ácido betulínico. Foram obtidos vários derivados hidroxilados com vários fungos.

Biotransformation of the Monoterpene, Limonene, by Fusarium verticillioides. Brás H. de Oliveira and Rogério A. Strapasson. Archives of Biology and Technology, 43 (1), 11-14 (2000).

Resumo: O limoneno, o principal componente do óleo da casca da laranja, foi usado como substrato para a biotransformação pelo fungo Fusarium verticilloides. Um derivado hidroxilado do limoneno foi isolado do caldo de cultura e caracterizado através de métodos espectroscópicos. Ele foi identificado como álcool perílico.

Observações: o Brasil é um grande produtor de limoneno o qual ainda não tem sido adequadamente aproveitado como matéria-prima para obtenção de compostos de maior valor comercial.

The Biotransformation of the Diperpenoid, Isosteviol, by Aspergillus niger, Penicillium chrysogenum and Rhizopus arrhizus. Brás H. de Oliveira, Márcia C. dos Santos and Paulo C. Leal. Phytochemistry 51 (6), 737-741 (1999).

Resumo: The biotransformation of isosteviol (ent-16-ketobeyeran-19-oic acid) by three fungi is described. Aspergillus niger produced the 7b-OH derivative, ent-7a-hydroxy-16-ketobeyeran-19-oic and the 1a,7b-diOH derivative, ent-1b,7a-dihydroxy-16-ketobeyeran-19-oic acid. With Penicillium chryzogenum the 17-OH compound, ent-17-hydroxy-16-ketobeyeran-19-oic acid, was obtained. Rhyzopus arrhyzus also produced the 7b-OH derivative, ent-7a-hydroxy-16-ketobeyeran-19-oic acid. The metabolites were isolated and characterised by ir and nmr spectroscopy.

Biotransformação de Esteróis. Brás H. de Oliveira e Deise D. Bueno, Química Nova 19 (3), 233-6 (1996).

Resumo: neste trabalho descrevemos o isolamento de uma bactéria Gram-positiva de amostras de solo e seu uso na transformação do b-sitosterol em androst-4-en-3,17-diona, um importante intermediário na síntese de esteróides.

The Biotransformation of Isosteviol by Fusarium verticilloides. Bras H. de Oliveira and Rogério A. Strapasson. Phytochemistry, 43:2, 393-395 (1996).

Resumo: The biotransformation of isosteviol (ent-16-ketobeyeran-19-oic acid) by Fusarium verticilloides (Sacc.) Nirenberg I33 produced ent-7b-hydroxy-16-ketobeyeran-19-oic acid and ent-12a-hydroxy-16- ketobeyeran-19-oic acid. The metabolites were isolated and characterized by spectroscopic methods.

Produção de Giberelinas em Escala Laboratorial. Brás H. de Oliveira e Claro T. Sato, Química Nova, 18 (5), 490-3, (1995).

Resumo: Gibberellins are very useful compounds which occur naturally in minute quantities in plants. They can be produced via fermentation, using suitable microorganisms. In this work we describe the screening of some fungi strains of the genus Fusarium. The best results were obtained for the strain F. moniliforme CMI 112801, which was then used for development of better culture media, using cheap and readily available components. After improvements, the concentration of gibbellins reached 236 mg/L.