Informe final del proyecto: Síntesis quimioenzimática de benzoimidazolinas y benzotiazolinas enantioméricamente puras: Enfoque biotecnológico a la preparación de nuevos inhibidores de Metalo-beta-Lactamasas

Abstract

La resistencia bacteriana a los antibióticos es una amenaza global creciente, impulsada principalmente por enzimas como las metalo-beta-lactamasas (MBL), que inactivan antibióticos de última línea. Este proyecto buscó desarrollar nuevas moléculas inhibidoras de MBL, específicamente tiazolo-bencimidazolinas (TBIM) y tiazolo-benzotiazolinas (TBTZ), y obtenerlas en su forma enantioméricamente pura, dado que la quiralidad es clave para la actividad biológica y seguridad farmacológica. El equipo de investigación sintetizó una biblioteca de nuevos heterociclos TBIM y evaluó una estrategia biotecnológica sostenible ("química verde") para separar sus enantiómeros (resolución cinética) utilizando células enteras de E. coli que expresan variantes de la enzima Monoamino Oxidasa N (MAO-N) derivada de Aspergillus niger. Los resultados demostraron que la variante MAO-N D11 es un biocatalizador eficaz para la resolución de TBIM, logrando obtener el enantiómero farmacológicamente relevante con una pureza óptica (exceso enantiomérico) de hasta el 94%. Se combinaron herramientas experimentales y computacionales (docking y dinámica molecular) para elucidar el mecanismo de acción a nivel atómico, revelando que la selectividad de la enzima depende no solo de su sitio activo, sino también del túnel de acceso. Este proyecto generó nuevo conocimiento científico publicable, formó recursos humanos altamente calificados y estableció una metodología novedosa para la preparación de precursores de fármacos.