Conseguir nuevas moléculas complejas, de manera eficiente y respetuosa con el medio ambiente, es uno de los objetivos prioritarios de la llamada Química verde. Investigadores del grupo de Química Bioorgánica de la Universidad de Oviedo lo han hecho posible combinando enzimas y oro en un mismo recipiente de reacción. Este trabajo, que destaca por su innovación metodológica, abre además las puertas a la obtención de moléculas altamente interesantes, de forma selectiva y sostenible, potencialmente precursoras de nuevos fármacos. Los resultados de este estudio han sido publicados en la prestigiosa revista Angewandte Chemie International Edition, de máximo impacto en el ámbito de la Química.

 

Vicente Gotor Fernández, profesor titular del Departamento de Química Orgánica e Inorgánica de la Universidad de Oviedo e investigador principal de este trabajo, explica que las enzimas, cuyo medio natural es el agua, se emplean como catalizadores para acelerar la velocidad de reacción de numerosas transformaciones químicas que suceden en el organismo de los seres vivos. Su uso en Química en las últimas décadas se ha visto limitado porque la industria ha preferido emplear disolventes orgánicos debido a la mejor solubilidad de los compuestos orgánicos. Sin embargo, según indica Gotor Fernández, esta situación está cambiando porque el desarrollo de métodos químicos eficientes desde un punto de vista económico y energético, a la vez que respetuosos con el medio ambiente, ha generado un nuevo y creciente interés por la utilización de enzimas en medios acuosos, en este caso de alcohol deshidrogenasa.

 

Los investigadores del grupo de Química Bioorgánica de la Universidad de Oviedo han logrado ahora, por primera vez, desarrollar moléculas complejas, empleando de forma cooperativa un alcohol deshidrogenasa y un complejo de un metal precioso como es el oro. Además, el proceso se ha llevado a cabo en un único recipiente de reacción. Vicente Gotor Fernández destaca que el hallazgo es importante por varios motivos. "La Química Orgánica, por utilizar un símil sencillo, es como ensamblar piezas de un lego. Se van colocando por partes, hasta construir nuevas y complejas estructuras. La novedad es que nosotros hemos realizado todo este ensamblaje en un mismo recipiente y, además, es la primera vez que se realiza empleando la combinación oro-enzima", destaca. "¿Qué conseguimos con ello? Primero, ahorramos dinero y tiempo porque, al utilizar un único recipiente, no es necesario purificar las sustancias intermedias puesto que se minimiza la formación de otras moléculas no deseadas. Y, segundo, al emplear catalizadores medioambientalmente benignos como las enzimas, trabajamos en condiciones muy suaves de reacción y no generamos apenas residuos en la creación de las nuevas moléculas", añade.

 

El empleo del oro como catalizador o acelerador del proceso es asimismo poco frecuente. "Generalmente, los metales son poco compatibles con las enzimas. Sin embargo, la optimización de la metodología desarrollada ha permitido encontrar un hábitat adecuado tanto para el oro como para la enzima pudiendo trabajar en un mismo recipiente, lo que no había sido logrado hasta la fecha", comenta el investigador. "Nuestro trabajo es llamativo porque el oro se asocia tradicionalmente a un metal precioso, usado en joyería, y no demasiado frecuente en aplicaciones químicas", subraya. El grupo de Química Bioorgánica de la Universidad de Oviedo eligió el oro porque cataliza determinadas reacciones que no pueden ser desarrolladas por otros metales. Además, sus complejos son más baratos que los de otros metales como el platino, iridio o el rodio y menos tóxicos que otros como el cromo o el rutenio. "Es un catalizador que cumple una serie de requisitos para la Química verde que lo hacen adecuado y poco explorado", asegura Gotor Fernández. 

 

Este artículo de investigación ha sido destacado por la revista Angewandte Chemie International Edition como Hot Paper por su alto interés en su sección de Synthetic Methods, es parte de la tesis doctoral del estudiante Sergio González Granda y ha recibido el reconocimiento como uno de los seis mejores trabajos publicados en el primer semestre de este año 2021 en una iniciativa que coordina la Sociedad Territorial de Asturias de la Real Sociedad Española de Química.

 

Referencia:

Sergio González Granda, Iván Lavandera, Vicente Gotor Fernández. 2021. Alcohol Dehydrogenases and N-Heterocyclic Carbene Gold(I) Catalysts: Design of a Chemoenzymatic Cascade towards Optically Active β,β-Disubstituted Allylic Alcohols.  Angew.Chem. Int. Ed. 2021, 60, 13945–13951. DOI: https://doi.org/10.1002/anie.202015215