BIOCATALISI

A.A.

2008 -2009

Dr. Davide Tessaro

Lezione 13:Le isomerasi

Classificazione• EC 5.1 racemasi ed epimerasi (invertono uno stereocentro);

• EC 5.2 isomerasi cis-trans (interconvertono isomeri cis-trans)

• EC 5.3 isomerasi degli zuccheri, tautomerasi (interconvertono aldosi e chetosi, catalizzano la tautomeria cheto-enolica)

• EC 5.4 mutasi (catalizzano il trasferimento interno di un sostituente)

• EC 5.5 cicloisomerasi (catalizzano la formazione di un anello)

Tipi di isomerasi

AA racemasi

• Per la produzione naturale di D-AA

• Importanti per la DKR

• Possono essere PLP-dipendenti (Ala racemasi, ACL racemasi)

• Possono non richiedere cofattori (Glu racemasi)

Ala racemasi

ACL racemasi

Glu racemasi

Asp racemasi

Può essere sfruttata per produrre D-Ala

Idantoina racemasi

N-Acil-AA racemasi

Combinando tale enzima con un’acilasi selettiva, si ottiene una DKR. I due enzimi possono essere coimmobilizzati in un reattore

Mandelato racemasi

Esempio: deracemizzazione

Risoluzione e racemizzazione avvengono in condizioni diverse: in questo caso non è possibile una procedura “one pot”

Altre isomerasi

Xilosio isomerasi

Xilosio isomerasi

Xilosio isomerasi• Queste isomerasi sono metalloenzimi: richiedono Co2+o Mg2+

• La reazione è leggermente endotermica ed è reversibile: a 55°C la conversione di equilibrio è intorno al 50%

• Per evitare la formazione di sottoprodotti, si massimizza la velocità usando alte concentrazioni di enzima

• Vengono usati diversi reattori in parallelo, contenenti enzimi di diversa età, in maniera strettamente controllata (per un impianto da 1000 t si usano 20 reattori)

• L’edotto va accuratamente purificato (filtrazione, uso di carbone attivo, scambio ionico) per evitare deattivazione e intasamento del letto catalitico

• si ottiene HFCS al 42% di fruttosio (53% glucosio) oppure al 55% di fruttosio (41% glucosio)

• il tempo di emivita dell’enzima è di più di 100 giorni. Esso viene sostituito quando l’attività decade di circa il 12.5%

• si opera a 55°C per evitare infezioni microbiche, anche se l’enzima non è stabilissimo in queste condizioni

Xilosio isomerasi