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FACULTAD DE FARMACIA UNIVERSIDAD COMPLUTENSE TRABAJO DE FIN DE GRADO EMPLEO DE LIPASAS EN LA PREPARACIÓN DE MOLÉCULAS QUIRALES COMO INTERMEDIOS EN LA SÍNTESIS DE FÁRMACOS Autor: Carlos Sanz Sánchez Tutor: María Pilar Hoyos Vidal Convocatoria: Julio 2017 Este trabajo tiene una finalidad docente. La Facultad de Farmacia no se hace responsable de la información contenida en el mismo.

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FACULTAD DE FARMACIA

UNIVERSIDAD COMPLUTENSE

TRABAJO DE FIN DE GRADO

EMPLEO DE LIPASAS EN LA

PREPARACIÓN DE MOLÉCULAS QUIRALES

COMO INTERMEDIOS EN LA SÍNTESIS DE

FÁRMACOS

Autor: Carlos Sanz Sánchez

Tutor: María Pilar Hoyos Vidal

Convocatoria: Julio 2017Este

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EMPLEO DE LIPASAS EN LA PREPARACIÓN DE MOLECULAS QUIRALES

COMO INTERMEDIOS EN LA SÍNTESIS DE FÁRMACOS

INDICE.

1. Resumen ............................................................................................................................ - 1 -

2. Introducción y Antecedentes ............................................................................................. - 1 -

3.Objetivos. ........................................................................................................................... - 8 -

4.Material y Métodos. ........................................................................................................... - 8 -

5. Resultados ......................................................................................................................... - 9 -

5.1 Antiinflamatorios no esteroidicos (AINES) ................................................................ - 9 -

5.1.1 S (+)-Ibuprofeno ................................................................................................... - 9 -

5.1.2 S (+)-Naproxeno ................................................................................................. - 10 -

5.1.3 S (+)-Ketoprofeno............................................................................................... - 10 -

5.2 Antihipertensivos IECAs........................................................................................... - 11 -

5.2.1 Captopril: síntesis del sintón ácido (S)-3-acetiltio-2-metilpropanoico ............... - 11 -

5.2.2 Zofenopril: Preparación del sintón ácido (S)-3-benzoiltio-2-metilpropanoico .. - 12 -

5.3 Farmacos antivirales .................................................................................................. - 12 -

5.3.1 Ribavirana: Acilación enzimática de la Ribavirina. ........................................... - 12 -

5.3.2 Lobucavir: síntesis de profármacos. ................................................................... - 13 -

5. 4. Fármacos antitumorales........................................................................................... - 14 -

5.4.1 Síntesis de la cadena lateral del taxol (Paclitaxel) .............................................. - 14 -

6. Conclusión ...................................................................................................................... - 16 -

7. Bibliografia ..................................................................................................................... - 17 -

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1. Resumen.

En los últimos años, la obtención de compuestos enantiopuros, está adquiriendo una gran

importancia en el campo de la química farmacéutica. Esto se debe a que no todos los

enantiómeros de los compuestos farmacológicamente activos producen los mismos efectos en

el organismo cuando interaccionan con el receptor, pudiendo causar efectos tóxicos o en el

mejor de los casos ser inactivos.

La biocatálisis, es una de las principales herramientas para la obtención de compuestos

enantiopuros de interés, como en el caso de los AINEs o para la síntesis de intermedios de

fármacos como es la síntesis de la cadena lateral del taxol para la obtención del Paclitaxel, o la

síntesis del profármaco del Lobucavir.

Las lipasas son una de las principales enzimas empleadas en síntesis debido a su amplio rango

de actuación, ya que además de llevar a cabo su actividad hidrolítica normal también son

capaces de catalizar reacciones de esterificación, interesterificación, alcoholisis, acidolisis o

aminolisis. Por otro lado, las lipasas también mejoran las condiciones de reacción, permitiendo

llevar a cabo dichas reacciones bajo condiciones más suaves de pH y temperatura, reduciendo

la formación de productos secundarios tóxicos tanto para la salud humana como para el medio

ambiente, participando así de los principios de la “Química verde”.

2. Introducción y Antecedentes.

En los últimos años, los avances en diferentes campos tales como la biología molecular, la

bioquímica, la química orgánica, o biotecnología han permitido desarrollar métodos sintéticos

innovadores para la búsqueda de nuevas moléculas con actividad farmacológica. Una de estas

nuevas técnicas es el empleo de biocatalizadores, tanto en forma de enzimas aisladas como

sistemas celulares que permiten la obtención de numerosos productos con potencial actividad

terapéutica.

Los avances realizados en los estudios a nivel molecular de los mecanismos de actuación de

muchos compuestos han revelado la importante influencia de la quiralidad en la efectividad de

muchas moléculas [1]. Se dice que un objeto o una molécula es quiral cuando esta no es

superponible a su imagen especular. Hay casos en los que las moléculas presentan un centro

quiral latente, es decir, son moléculas aquirales pero que a través de una reacción química se

transforman en quirales. Esto sucede por ejemplo en el caso de las cetonas, las cuales tras sufrir

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una reacción de reducción pasan a alcoholes, que si pueden presentan quiralidad. Este

fenómeno se denomina proquiralidad, y tiene gran importancia en la química biológica.

Aunque los distintos enantiómeros de una molécula quiral tienen las mismas propiedades

físicas, por lo general tienen propiedades biológicas diferentes. Para tener un efecto biológico,

una sustancia debe ajustarse a un receptor apropiado que tiene una forma exactamente

complementaria. Pero debido a que los receptores biológicos son quirales, sólo pueden

ajustarse correctamente a uno de los enantiómero de un sustrato quiral. [2]

En los sistemas biológicos, las enzimas y receptores son capaces de diferenciar los dos

enantiómeros de un compuesto racémico a través de las diferentes uniones establecidas, lo que

supone también una diferencia en la actividad de cada enantiómero (Figura 1).

Figura 1. Unión molécula-receptor. [3]

La quiralidad es un factor determinante en la eficacia de muchos fármacos, aditivos y otros

productos químicos. En general, sólo uno de los enantiómeros, el eutómero, presenta la

actividad biológica deseada; el otro isómero (o distómero) presenta diferente actividad; en

algunos casos es inocuo para el organismo, pero en otros puede inhibir el efecto del eutómero,

o presentar otra actividad, dañina para el organismo, como ocurre en el conocido caso de la

Talidomida (el enantiómero R presenta la actividad deseada contra los mareos y vómitos de

mujeres embarazadas, mientras que el enantiómero S es teratógeno).[4]

Por todo ello, la fabricación de la forma activa (enantiómero puro) de muchas sustancias se ha

convertido en uno de los objetivos primordiales de la industria farmacéutica y agroalimentaria

[1].

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Cuando se lleva a cabo una reacción, los reactivos están formados por todos sus enantiómeros

posibles, no por uno de ellos unicamente, dando lugar a la formación de un producto racémico,

en el que al igual que en lo reactivos de partida, se encuentran todos los enantiómeros en

porciones equivalentes [2]. En la actualidad existen varios métodos a partir de los cuales

podemos evitar la formación de mezclas racémicas y obtener el enantiómero que nos interese

de forma única. Las tres principales metodologías para la obtención del eutómero son:

• Utilización de precursores quirales

• Resolución cinética de mezclas racémicas mediante métodos físicos, catalizadores

químicos o enzimáticos

• Síntesis asimétrica, utilizando auxiliares químicos o biocatalizadores. [5]

En este trabajo nos centraremos en la obtención de compuestos enantiopuros mediante el

empleo de biocatalizadores, más concretamente, mediante el empleo de lipasas. La aplicación

de estos biocatalizadores para la obtención de compuestos se denomina biocatálisis, y consiste

en la conversión de sustratos no naturales catalizados por enzimas, ya sean aisladas o presentes

en los microorganismos que las contienen. [6]

Las enzimas son por naturaleza materiales quirales, por lo que puede obtenerse mayores

cantidades de un determinado enantiómero, a partir de mezclas racémicas o sustratos

proquirales. Tradicionalmente, estos productos se han obtenido a través de semi-síntesis, o a

través de síntesis completas, lo que implica rutas sintéticas muy largas. El uso de los

biocatalizadores ha permitido facilitar y simplificar las rutas sintéticas. [7]

Las enzimas para la biocatálisis pueden usarse de dieferentes maneras, pueden ser del tipo

salvaje, recombinadas, o genéticamente modificadas para incrementar su actividad o

especificidad. Una o más enzimas que llevan a cabo los pasos sintéticos requeridos pueden

estar presentes en las células completas de un microorganismo y actuar simultáneamente sin

interferencias. Las enzimas libres, pueden estar en solución, en un reactor de membrana, como

suspensión, “cross-linked” o inmovilizadas; cuando el biocatalizador, microorganismos o

enzimas aisladas, están inmovilizados se pueden reciclar varias veces sin pérdida significativa

de sus propiedades catalíticas. Además gracias a los avances en la ingeniería genética, las

enzimas pueden sobre-expresarse, haciendo los procesos biocatalíticos más económicos y

eficientes y también permite la modificación estructural de las enzimas dando lugar a nuevas

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moléculas proteicas con actividades catalíticas hechas según las necesidades (termoestables o

estables a cierto pH). [6]

Atendiendo a las características de los biocatalizadores, podemos decir que las principales

ventajas, de su empleo en síntesis, frente a los catalizadores convencionales son:

1. Pueden actúan en intervalos de temperatura moderada (20-40ºC) y presión atmosférica,

minimizando los problemas de epimerización, racemización e isomerización.

2. Presentan una elevada regio-, quimio- y enantioselectividad.

3. Su actividad no queda restringida a sus sustratos naturales.

4. Pueden catalizar un extenso abanico de reacciones.

5. Los biocatalizadores pueden ser inmovilizados, lo que aumenta su actividad en

determinados casos, y reutilizados en diferentes ciclos.

6. Las reacciones biocatalizadas son compatibles con el medio ambiente, cumpliéndose

los principios de la Química Sostenible.

7. Contribuyen al desarrollo de procesos ambientalmente amigables para la obtención de

productos de alto valor añadido.

8. Los biocatalizadores son biodegradables.

9. Las enzimas pueden ser sobreexpresadas, haciendo los procesos biotecnológicos

económicamente eficientes. [1]

Las ventajas que presenta el empleo de biocatalizadores están estrechamente relacionadas con

los doce principios de lo que se conoce como “Química Verde” o “Química Sostenible” (Figura

2). La Química Verde es un campo de estudio que surgió en 1991, el cual pretende implementar

procesos respetuosos con el medio ambiente dentro de la industria química. Se define como el

diseño de productos y procesos químicos que reducen o eliminan la generación de residuos y

sustancias tóxicas. La química verde está basada en doce principios (Figura 2) encaminados a

la implementación de procesos innovadores que contribullan a la sostenibilidad del Planeta a

nivel social, económico y ambiental. [8]

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Figura 2. Los doce principios de la Química Verde.

Frente a estas ventajas, la utilización de enzimas o de células enteras también presenta ciertas

limitaciones:

1. Muchas presentan actividad en un rango estrecho de pH y temperatura, pudiendo

desactivarse fuera de esos límites.

2. La gran mayoría son susceptibles de sufrir inhibición por el sustrato o por el producto.

3. Su actividad natural se lleva a cabo en medios acuosos, por lo que algunas pueden ser

desactivadas en medios orgánicos. [1]

Aun así, estas desventajas pueden reducirse, por ejemplo, mediante diferentes técnicas de

inmovilización enzimática.

El número de procesos biocatalíticos llevados a cabo en la industria ha aumentado en los

últimos años, principalmente en el sector farmacéutico. Las principales enzimas utilizadas

como catalizadores de reacciones orgánicas se pueden dividir en seis grupos: oxidorreductasas,

transferasas, hidrolasas, liasas, isomerasas y ligasas. Como se ha mencionado anteriormente

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nos centraremos en el empleo de las lipasas, que se engloban dentro de las hidrolasas, que son

el grupo enzimático más empleado en procesos biocatalíticos (60%). [9]

Las lipasas son enzimas que se encuentran en numerosos organismos vivos. En los seres

humanos, intervienen en el metabolismo de las grasas más concretamente en el de los

triacilglicéridos, dando lugar a la formación de glicerol y ácidos grasos.

El sitio activo de la enzima contiene una triada catalítica de ácido aspártico, histidina y residuos

de serina. La hidrólisis se logra por dos reacciones de sustitución nucleofílica sobre el grupo

acilo, una en la que se une covalentemente un grupo acilo al –OH de la cadena lateral de un

residuo de serina en la enzima y una segunda que libera el ácido graso de la enzima (Esquema1)

[2].

Esquema 1. Mecanismo de hidrolisis de las lipasas.

La estructura nativa de las lipasas es un equilibrio entre la estructura cerrada, que predomina

en ambientes homogéneos, y la estructura abierta, que se estabiliza en las interfaces lípido-

agua. [10]

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Cuando la lipasa se encuentra disuelta en ausencia de una interface acuosa/lipídica, una de las

hélices de la enzima se pliega sobre el centro catalítico, bloqueándolo; pero a medida que la

concentración de sustrato (triglicéridos) aumenta, por encima del coeficiente de solubilidad, se

comienza a formar una mezcla bifásica acuosa/lipídica, que favorece la recolocación de la

hélice, dejando el sitio activo accesible. Este fenómeno se denomina activación interfacial, y

aplicado a procesos de sientes permite mejorar la actividad catalítica de las lipasas, cuando se

adicionan disolventes orgánicos [9].

Las lipasas además de su actividad hidrolítica natural pueden catalizar reacciones químicas

distintas de la hidrólisis como esterificación, interesterificación, alcoholisis, acidolisis y

aminolisis, en función del disolvente orgánico que se emplee, ya que nucleófilo (R3OH) que

participa en la segunda parte de la reacción será diferente al agua (Esquema 2). [10]

Esquema 2. Reacciones catalizadas por lipasas según el nucleófilo empleado.

De esta manera a partir de alcoholes racémicos o ésteres, las lipasas son capaces de llevar a

cabo la resolución cinetica de dichos sustratos a través de reacciones estereoselectivas de

acilación o hidrólisis respectivamente (Esquema 3). La principal limitación de esta estrategia

es el máximo rendimiento del 50 % que puede ser alcanzado; sin embargo, se han diseñado

metodologías para mejorarlo, tales como la Resolución Cinética Dinámica (DKR), en la que el

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enantiómero del alcohol que no reacciona y queda como producto se podría racemizar y volver

a emplearse como sustrato, dando lugar a un 100% de rendimiento. [5]

Esquema 3. Resolución cinética de lipasas [3]

3.Objetivos.

El objetivo general de este trabajo es la revisión bibliográfica sobre la obtención de moléculas

quirales, útiles en la síntesis de fármacos, mediante métodos biocatalíticos, más

concretamente mediante el uso de lipasas; y comentar sus ventajas frente a métodos de

síntesis tradicionales, haciendo especial mención al aspecto medioambiental, y al futuro

de la Química verde.

4.Material y Métodos.

El trabajo se basa en una búsqueda bibliográfica en diferentes bases de datos, para la obtención

de artículos relacionados con la síntesis en la industria farmacéutica, la biocatálisis y las

aplicaciones de las lipasas en la obtención de moléculas quirales con interés farmacológico.

Las principales bases de datos usadas han sido sciencedirect, Google scholar, Cisne y PubMed,

y además se consultó la página web de la Real Academia Nacional de Farmacia.

También se recurrió a libros de texto de Bioquímica y Química Orgánica de la facultad de

Farmacia de la UCM, para explicar los aspectos más teóricos del trabajo tales como el

mecanismo de acción de las lipasas y los fundamentos de la quiralidad y la estereoquímica.

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5. Resultados:

Los avances en el conocimiento de los mecanismos de acción de los fármacos a nivel molecular

han permitido descubrir la importancia de la estereoquímica de los compuestos en su eficacia

terapéutica.

La mayoría de los fármacos de síntesis, se comercializan en la actualidad como mezclas

racémicas; sin embargo, esta situación ha ido cambiando durante estos últimos años. Para

comercializar un fármaco racémico se deben hacer ensayos clínicos de los isómeros antes de

su comercialización, lo que está llevando a muchas compañías farmacéuticas a sintetizar

isómeros puros de nuevos fármacos. Esto ha hecho que la síntesis asimétrica catalizada por

enzimas adquiera un papel importante.

A continuación, se comentarán algunos ejemplos de la síntesis de intermedios quirales que

conducen a compuestos de interés farmacéutico mediante el empleo de lipasas. [11]

5.1 Antiinflamatorios no esteroidicos (AINES):

La actividad de estos fármacos está asociada a su capacidad de inhibir la enzima

ciclooxigenasa, responsable de la biotransformación del ácido araquidónico hasta

prostaglandinas o tromboxanos, los cuales participan en el proceso inflamatorio. Numerosos

estudios farmacológicos acerca de la actividad terapéutica de los dos enantiómeros de estos

compuestos han demostrado que el isómero S (+) no sólo tiene un mayor poder

antiinflamatorio, sino que también el eutómero S(+) alcanza su concentración terapéutica en

sangre antes que el racemato.[12]

5.1.1 S (+)-Ibuprofeno:

El proceso obtención biocatalítica del S (+)-ibuprofeno, consiste en hacer reaccionar, en

presencia de la lipasa de la levadura C. Rugosa, una mezcla racémica del correspondiente éster

metoxietílico rac-1 bajo condiciones suaves de reacción (pH=5; temperatura=20 ºC). El

sustrato rac-1 se disuelve en una fase orgánica, y se hace circular por una membrana donde es

convertido por la enzima en el correspondiente acido (S(+)-ibuprofeno), que es extraído en una

fase acuosa. El enantiómero del éster que no ha reaccionado R-1, se puede separar de la mezcla

aumentando el pH, y recircularse para reaccionar otra vez. (Esquema 4) [12] Este

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Esquema 4. Síntesis del S (+)-ibuprofeno, empleando la lipasa de C.rugosa.

5.1.2 S (+)-Naproxeno:

Siguiendo una estrategia semejante a la del apartado anterior, la obtención del S-Naproxeno se

ha descrito mediante una hidrólisis enantioselectiva del correspondiente éster metílico

racémico rac-2. (Esquema 5) [12]

Esquema 5. Síntesis enantioselectiva del S(+)-Naproxeno

5.1.3 S (+)-Ketoprofeno:

Como en los dos casos anteriores, el enantiómero activo del ketoprofeno es el S (+) y también

se obtiene por hidrólisis de un éster racémico, en este caso el Ketoprofeno vinil éster rac-3,

usando la lipasa inmovilizada de Aspergillus terreus. La lipasa, como se muestra en el siguiente

esquema, puede inmovilizarse por dos métodos diferentes. Posteriormente se realiza la

hidrólisis del enantiómero S del ketoprofeno vinil éster (S-3), para la obtención del S-

ketoprofeno. (Esquema 6) [13]

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Esquema 6. Hidrólisis asimétrica del éster rac-3 para la obtención de S-3 mediante dos métodos de

inmovilización enzimática diferentes.

5.2 Antihipertensivos IECAs:

Los inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina (IECAs) se usan como agentes

antihipertensivos. Actúan mediante la supresión del sistema renina-angiotensina-aldosterona,

al inhibir la conversión de la de angiotensina I a angiotensina II (AII), mediada por la enzima

convertidora de angiotensina (ACE). La potencia de los IECAs depende críticamente de la

configuración del resto mercaptoalcanoílo, así, el compuesto con la configuración S es cien

veces más activo que el correspondiente R-isómero. [12]

5.2.1 Captopril: síntesis del sintón ácido (S)-3-acetiltio-2-metilpropanoico:

La síntesis de la cadena lateral quiral del captopril 7 fue realizada por hidrólisis

enantioselectiva, catalizada por una lipasa, del enlace tioéster del ácido 3-acetiltio-2-metil

propanóico rac-4, para obtener el compuesto S-4, ácido (R)-3-mercapto-2-metil-propanóico 5

y ácido acético 6. Tras la obtención de S-4, se aísla, y tras una serie de reacciones se obtiene el

captopril 7 como producto final. (Esquema 7) [12]

Esquema 7. Síntesis enzimática de los sintones para la obtención del captopril: hidrólisis enantioselectiva del

ácido rac-3-acetiltio-2-metilpropanóico.

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5.2.2 Zofenopril: Preparación del sintón ácido (S)-3-benzoiltio-2-

metilpropanoico:

En este caso se realiza la esterificación enantioselectiva del ácido 3-benzoiltio-2-metil

propanoico rac-8, catalizado por lipasa PS-30 en un disolvente orgánico (tolueno), y usando

metanol como nucleófilo para dar el R-ester metílico 9, dejando así libre el sintón deseado, el

ácido S-8. Este proceso se emplea para preparar tanto la cadena lateral del zofenopril 10 como

la del captopril 7. En este último caso se tendrá que proceder a la hidrólisis del tioester.

(Esquema 8) [12]

Esquema 8. Esterificación enantioselectiva del ácido3-benciltio-2-metilpropanóico rac-8, para la síntesis de los

sintones para la obtención del Zofenoplil 10 y el Captopril 7.

5.3 Farmacos antivirales:

5.3.1 Ribavirana: Acilación enzimática de la Ribavirina:

La ribavirina 11 es una agente antiviral que se usa en combinación con el α-2β interferón en el

tratamiento de la hepatitis C. Aunque la ribavirina es altamente efectiva contra el virus HC,

presenta muchos efectos secundarios y un mal perfil farmacocinético. Para mejorar esto, la

ribavirina se administra como profármaco, en forma de éster de alanina 12.

La ribavirana 11 en presencia de la Novozyma 435 (lipasa de C. antárctica) se acetila

regioselectivamente con la oxima de la (S)-carbobenzoiloxi-alanina 13, para dar el compuesto

14, que posteriormente se hidroliza para dar el producto final; el profármaco de la ribavirina12.

(Esquema 9) [12,14]

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Esquema 9. Profármaco de la Ribavirina: Acilación enzimática regioselectiva de la Ribavirina 11.

5.3.2 Lobucavir: síntesis de profármacos:

El Lobucavir 15 es un análogo del nucleósido ciclobutilguanina, el cual se encuentra bajo

desarrollo como un agente antiviral para el tratamiento para el virus del herpes y del virus de

la hepatitis B. Del mismo modo, la esterificación de uno de los hidroxilos del Lobucavir con

un resto de valina 16, se está estudiando para la obtención de un profármaco del mismo.

La síntesis del profármaco lobucavir L-valina requiere la unión enantioselectiva de uno de los

dos grupos hidroxilos del lobucavir con valina. Para ello se realizó la aminoacilación de ambos

grupos hidroxilo del lobucavir y la posterior hidrólisis selectiva de uno de los restos del di-

Cbz-éster de valina 17 con lipasa M, obteniéndose 18.

Cuando el diéster metílico 19 en forma de dihidrocloruro fue hidrolizado con lipasa de

C.rugosa se obtuvo 20.

Otro método por el cual se pude obtener el profármaco lobucavir, es mediante

transesterificación de lobucavir 15, usando ChiroCLEC BL o más selectivamente usando lipasa

de Pseudomonas cepacea, dando el compuesto 21.

Posteriormente los compuestos 18, 20, 21 deben desprotegerse como paso final para la

obtención del profármaco. (Esquema 10) [12,14]

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EMPLEO DE LIPASAS EN LA PREPARACIÓN DE MOLECULAS QUIRALES

COMO INTERMEDIOS EN LA SÍNTESIS DE FÁRMACOS

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Esquema 10. Aminoacilación enzimática del Lobucavir.

5. 4. Fármacos antitumorales:

5.4.1 Síntesis de la cadena lateral del taxol (Paclitaxel):

El Paclitaxel (Taxol) 22 es un terpeno policíclico complejo, que se aisló por primera vez de la

corteza de tejo Taxus brevifolia, y que inhibe el proceso de despolimerización de la

microtubulina. El Paclitaxel se ha utilizado en el tratamiento de varios tipos de cáncer como el

de ovarios, o en metástasis de cáncer de mama. El principal inconveniente es que el rendimiento

de la extracción directa desde el árbol es muy baja. [12]

El proceso semisintético para la producción de Paclitaxel 22 se lleva a cabo, por un lado, con

bacatina III 23 (Paclitaxel sin cadena lateral en C-13) o 10desacetilbacatina III 24 (10-DAB,

paclitaxel sin cadena lateral en C13 y sin el acetato del C-10), y por el otro con estructura

lactámica 25 (precursora de la cadena lateral en C-13). La bacatina III o la 10-DAB pueden

obtenerse a partir de agujas, brotes y cultivos jóvenes de tejo.

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COMO INTERMEDIOS EN LA SÍNTESIS DE FÁRMACOS

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Esquema 11. Estructuras del paclitaxel y de los intermedios de semisíntesis bacatina III y 10-DAB.

La correcta estereoquímica de la cadena lateral en C-13 es de gran importancia, para ello, se

llevó a cabo la hidrólisis enantioselectiva del acetato racémico 3-(acetiloxi)-4-fenil-2-

azetidinona 27 al correspondiente alcohol 30 y el R-acetato 29 usando una lipasa PS-30 de

Pseudomonas cepacea. Mediante una suave hidrólisis en medio básico, el R-acetato se

transformó químicamente al R-alcohol 26, sintón que se une a la bacatina III 23 o a la 10-DAB

24, tras una protección y desprotección. [12,14]

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COMO INTERMEDIOS EN LA SÍNTESIS DE FÁRMACOS

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Esquema 12. Hidrólisis enantioselectiva del acetato racémico 3-(acetiloxi)-4-fenil-2azetidinona y su

posterior hidrólisis química para la obtención del alcohol.

6. Conclusión:

Atendiendo a los ejemplos expuestos en este trabajo queda demostrado el gran potencial que

tienen las lipasas en la biocatálisis para la obtención de fármacos o de intermedios

homoquirales empleados posteriormente para la síntesis de estos. Este potencial se debe

principalmente a la gran versatilidad de las lipasas, capaces de catalizar diferentes reacciones

en función de los sustratos o disolventes (acuosos u orgánicos) empleados en las síntesis.

Aunque este trabajo se haya centrado en el empleo de las diferentes lipasas para llevar a cabo

las biotransformaciones, existen un gran número de casos en los cuales se emplean otras

enzimas (oxidorreductasas, transferasas, liasas...) para la obtención de compuestos de interés

terapéutico, mostrando una nueva vertiente en la síntesis orgánica.

La biocatálisis por tanto no es solo una nueva tendencia en el campo de la síntesis farmacéutica,

sino que representa una gran herramienta, permitiendo simplificar rutas sintéticas, reduciendo

costes de producción y también productos de deshecho de difícil eliminación, permitiendo un

desarrollo mucho más sostenible impulsado por la aparición de la Quimica Verde.

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COMO INTERMEDIOS EN LA SÍNTESIS DE FÁRMACOS

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7. Bibliografia:

1. Sanchez Montero J, Ortega Ortiz de Apodaca F, Doadrio Villarejo A. Biocatalisis

aplicada a la obtencion de farmacos y productos de alto valor anadido, ed. digital.

Madrid: Real Academia Nacional de Farmacia; 2012.

2. McMurry J. Organic chemistry. 8st ed. Belmont: Brooks-Cole, Cengage Learning;

2012.

3. Gotor-Fernández V, Brieva R, Gotor V. Lipases: Useful biocatalysts for the preparation

of pharmaceuticals. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic. 2006;40(3-4):111-

120.

4. Beck, G. Synthesis of chiral drug substances, Synlett 2002, 6, 837-850

5. Martin Matute B. Resolucion cinetica dinamica catalizada por enzimas y metales de

transicion. Anales de la Real Sociedad Española de Quimica. 2006;102(4):46-52.

6. Luna H. Aplicación de la biocatálisis a la preparación de intermediarios para la síntesis

de fármacos. Journal of the Mexican Chemical Society. 2004;48(003):211-219.

7. Müller, M. Chemical diversity through biotransformations, Curr. Opin. Biotechnol.

2004, 15, 591- 598.

8. Pájaro Castro N, Olivero Verbel J. Química verde: Un nuevo reto. Ciencia e Ingeniería

Neogranadina. 2011;21(2):169-182.

9. Faber K. Biotransformations in organic chemistry. 1st ed. Berlin: Springer; 2004.

10. González-Bacerio J, Moreno-Medina V, del Monte Martínez A. Las lipasas: enzimas

con potencial para el desarrollo de biocatalizadores inmovilizados por adsorción

interfacial. Revista Colombiana de Biotecnologia. 2010;12(1):124-140.

11. Arroyo Ramos M. Síntesis enantioselectivas catalizadas por lipasas microbianas.

Anales de la Real Sociedad Española de Química. 2000; 1:19-24.

12. Alcántara León A, Sánchez Montero J. Utilización de hidrolasas en la preparación de

fármacos e intermedios homoquirales. Anales de la.Real Academia Nacional de

Farmacia. 2010;76(2):259-305.

13. Carvalho A, Fonseca T, Mattos M, Oliveira M, Lemos T, Molinari F et al. Recent

Advances in Lipase-Mediated Preparation of Pharmaceuticals and Their Intermediates.

International Journal of Molecular Sciences. 2015;16(12):29682-29716.

14. Patel R. Synthesis of chiral pharmaceutical intermediates by biocatalysis. Coordination

Chemistry Reviews. 2008;252(5-7):659-701.

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