Utilização do sólido fermentado de Rhizopus microsporus CPQBA 312-07 DRM na resolução de álcoois secundários : identificação de enantiopreferência anti-kazlauskas

Abstract

Resumo: O sólido fermentado de Rhizopus microsporus CPQBA 312-07 DRM contendo lipases tem sido utilizado no tratamento de efluentes com elevado teor de lipídios e na síntese enzimática do biodiesel. Entretanto, a enantiosseletividade das lipases imobilizadas naturalmente no sólido fermentado ainda é desconhecida e estudos utilizando sólidos fermentados na resolução cinética enzimática de compostos racêmicos são escassos. A obtenção de compostos enantiomericamente puros é considerada essencial na fabricação de diversos produtos de alto valor agregado e a resolução cinética enzimática tem se revelado mais eficiente que outros processos de separação de enantiômeros. Neste contexto, este trabalho almejou estudar a aplicação do sólido fermentado produzido por R. microsporus na resolução cinética de álcoois secundários. Vários parâmetros foram estudados na reação de transesterificação do (R,S)-1-fenil-1-etanol em frascos agitados. O progresso das reações foi avaliado através de cromatografia em fase gasosa em coluna quiral e os parâmetros de excesso enantiomérico (ee), conversão e razão enantiomérica (E) foram calculados. A otimização da reação levou a um aumento de cerca de oito vezes da conversão inicial e embora não tenha sido possível identificar as lipases responsáveis pela transesterificação, a enantiopreferência foi para o isômero S do substrato. Este comportamento também foi observado nas resoluções dos álcoois (R,S)-p-nitro-fenil-1-etanol e (R,S)-p-metoxi-fenil-1-etanol. Este comportamento é diferente do observado para a maioria das lipases, que segue a regra de Kazlauskas, ou seja, possuem enantiopreferência para o isômero R do substrato. Este resultado é relevante, uma vez que lipases cuja enantiopreferência seja anti- Kazlauskas são bastante incomuns. Dessa forma, a utilização do sólido fermentado contendo lipases produzidas por Rhizopus microsporus mostrou potencial para aplicação na resolução de álcoois secundários e a enantiopreferência anti- Kazlauskas torna interessante estudos de identificação e caracterização das lipases contidas no sólido fermentado. Palavras-chave: lipases, fermentação em estado sólido, Rhizopus microsporus, álcoois secundários, resolução cinética enzimática.

Abstract: The fermented solid from Rhizopus microsporus CPQBA 312-07 DRM containing lipases have been previously used in the treatment of effluents with high lipid content and in enzymatic synthesis of biodiesel. However, the enantioselectivity of the lipases naturally immobilized on the fermented solid is still unknown and studies using fermented solids in enzymatic kinetic resolution of racemic compounds are scarce. The synthesis of enantiopure compounds is considered essential in the manufacture of several products with high added value and the enzymatic kinetic resolution has proven to be more effective than others methods of separation of enantiomers. In this context, this work aimed to study the application of the fermented solid produced by R. microsporus in the kinetic resolution of secondary alcohols. Several parameters were studied in transesterification reactions of the (R,S)-1-phenyl-1-ethanol in shake flasks. The progress of the reactions was evaluated by gas chromatography on a chiral column and the parameters enantiomeric excesses (ee), conversion and the enantioselectivity ratio (E) were calculated. The optimization of the reaction led to an increase of about eight times of the initial conversion and, although it has not been possible to identify the lipases responsible for the transesterification, their enantiopreference was for the S isomer of the substrate. This behavior was also observed in the resolution of alcohols (R,S)-pnitro- 1-phenyl-ethanol and (R,S)-p-methoxyphenyl-1-ethanol. This behavior is different from that observed for the majority of lipases, which follow the Kazlauskas's rule, having an enantiopreference for the R isomer of the substrate. This result is relevant since lipases that have enantiopreference anti-Kazlauskas rule are quite unusual. Thus, the use of a fermented solid containing lipases produced by Rhizopus microsporus showed potential for the application in the resolution of secondary alcohols and the anti-Kazlauskas enantiopreference fosters studies on the identification and characterization of the lipases contained in the fermented solid. Keywords: lipases, solid state fermentation, Rhizopus microsporus, secondary alcohols, enzymatic kinetic resolution.