Formación de lactamas
ResumenLas sintetasas peptídicas no ribosomales (NRPSs) son líneas de ensamblaje biosintéticas modulares multidominio que polimerizan aminoácidos en una miríada de péptidos no ribosomales (NRPs) biológicamente activos. Los dominios tioesterasa (TE) de los NRPS emplean diversas estrategias de liberación para descargar los péptidos poliméricos ligados a tioésteres de los módulos de terminación, normalmente mediante hidrólisis, aminólisis o ciclización, para proporcionar antibióticos maduros como ácidos/ésteres carboxílicos, amidas y lactamas/lactonas, respectivamente. Aquí informamos de la formación catalizada por enzimas de un anillo de β-lactona altamente tenso durante la ciclización mediada por TE de un β-hidroxitioéster para liberar el antibiótico obafluorina (Obi) de una línea de ensamblaje NRPS. El NRPS de Obi (ObiF) contiene un dominio TE de tipo I con un raro residuo de cisteína catalítico que juega un papel directo en la formación del anillo de β-lactona. Presentamos una detallada caracterización genética y bioquímica de todo el cluster de genes biosintéticos de Obi en Pseudomonas fluorescens ATCC 39502 asociada a plantas que establece una estrategia general para la biogénesis de β-lactonas.
¿Cómo se forma la lactona a partir del ceteno?
El ceteno reacciona con aldehídos y cetonas para formar acetatos de enol o β-lactonas. En ausencia de un sustrato reactivo, el ceteno se combina consigo mismo para formar diketeno, una β-lactona utilizada industrialmente para preparar derivados del ácido acetoacético, como el acetoacetato de etilo y las acetoacetamidas.
¿Qué es la reacción de lactonización?
La lactonización de muchas moléculas de soforolípidos en valores de pH ácidos puede dar lugar a la formación de cadenas helicoidales gigantes de 5-11 μm de anchura y hasta varios cientos de micrómetros de longitud (Zhou et al., 2004). La neutralización de los valores de pH ralentiza la formación de “bandas” y conduce a la formación de agregados más cortos.
¿Cuál es el mecanismo de la lactona?
Mecanismo: Las lactonas son ésteres cíclicos y se hidrolizan fácil e irreversiblemente en medios alcalinos para producir un hidroxicarboxilato. Aunque los ácidos carboxílicos son ácidos débiles, se ionizan completamente en medios básicos.
Hidrólisis de lactonas
La Biblioteca Agrícola Nacional es una de las cuatro bibliotecas nacionales de los Estados Unidos, con sedes en Beltsville, Maryland y Washington, D.C. Alberga una de las colecciones de información agrícola más grandes y accesibles del mundo y sirve de nexo para una red nacional de bibliotecas de campo estatales de concesión de tierras y del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. En el año fiscal 2011 (de octubre de 2010 a septiembre de 2011), la NAL realizó más de 100 millones de transacciones directas de servicio al cliente.
Las lactonas son compuestos aromáticos derivados de la grasa, pero se desconoce el mecanismo de formación de estos compuestos durante la maduración del queso Gouda. En este estudio se investigaron tanto las vías de formación enzimáticas como las químicas. No se observó la formación de lactona a partir de triglicéridos lácteos o ácidos grasos libres por la actividad enzimática de bacterias lácticas. En su lugar, el mecanismo de formación de la lactona en el queso fue una reacción de un solo paso, no enzimática, en la que un hidroxiácido graso, esterificado en un triglicérido sufre una trans-esterificación para liberar directamente la lactona. El potencial de reacción de la lactona se determinó para todas las principales γ- y delta-lactonas mediante el calentamiento controlado de la grasa. La formación química de las lactonas dependió de la temperatura y se estimaron los parámetros de Arrhenius de la reacción de formación para cada una de las lactonas. La cinética de la reacción era de primer orden y podía utilizarse para explicar la formación de lactonas en la maduración del queso Gouda hasta unas 40 semanas.
Usos de la lactona
Aumenta la demanda de sabores y fragancias naturales por parte de los consumidores. Para ser naturales, los compuestos deben proceder de la extracción de materiales naturales y/o transformarse por medios naturales, como el uso de enzimas o células enteras. Los hongos son capaces de transformar algunos ácidos grasos en lactonas que, por tanto, pueden ser naturales. Aunque algunas partes de este tema han sido revisadas varias veces, el presente artículo propone revisar las diferentes vías utilizadas, las estrategias de ingeniería metabólica y algunas preocupaciones actuales sobre la aplicación en reactores de la transformación, incluyendo datos de escalado. Las principales etapas enzimáticas son la hidroxilación y la β-oxidación tradicionales, y la desaturación de lactonas o la oxidación Baeyer-Villiger. Aunque la vía para producir γ-decalactona es bastante bien conocida, las estrategias de ingeniería metabólica pueden dar lugar a mejoras significativas en la productividad. Para la producción de otras lactonas, un paso clave es la hidroxilación de los ácidos grasos. Además de la biotransformación, el aumento de la producción de las distintas lactonas requiere que los biotecnólogos resuelvan dos problemas principales: la toxicidad de las lactonas para la célula productora y la aireación del reactor emulsionado, ya que la vía bioquímica es muy sensible al nivel de oxígeno disponible. Se presentarán las estrategias empleadas para resolver estos problemas.
Formación de ésteres cíclicos
ResumenLas lactonas son metabolitos secundarios importantes para los hongos. En este capítulo se presentan algunas lactonas que son importantes en biotecnología, como las lactonas aromatizantes o los compuestos macrocíclicos del almizcle, mientras que otras son importantes para la detección del quórum y la salud (micotoxinas). Diferentes vías o enzimas pueden dar lugar a lactonas, y se presentan las vías que pasan por la β-oxidación y ω-oxidación y la vía de los policétidos fúngicos (relativamente similar a la vía de síntesis de ácidos grasos), así como la actividad de las monooxigenasas y lactonasas de Baeyer-Villiger y su potencial uso en biotecnología.Palabras clave
