Informe final del proyecto: Búsqueda de nuevas aplicaciones de dioxigenasas tipo Rieske explotando el poder catalítico del hierro

Abstract

Las dioxigenasas tipo Rieske (RDOx) son enzimas bacterianas comúnmente utilizadas para dihidroxilación de arenos con alta regio- y estereoselectividad, resultando en productos sumamente atractivos como materiales de partida en rutas de síntesis orgánica enantioselectivas. En los últimos años nuestro grupo ha descubierto novedosas actividades biocatalíticas para esta clase de metaloenzimas, donde el átomo de hierro de su sitio activo en vez de coordinarse con el O2 (como ocurre durante la dihidroxilación) se coordina directamente con sustratos orgánicos catalizando otras transformaciones, como la síntesis de nitrilos mediante la deshidratación de oximas y la formación de enlaces C-N mediada por la formación de nitrenos. Esto último fue la base para el estudio de reacciones de aminación directa de enlaces C-H que permitió reportar una nueva aplicación para las RDOx. En el presente proyecto se exploraron nuevas actividades para estas enzimas, enfocados en la reactividad del hierro que presentan en su sitio activo con ligandos diferentes al oxígeno, específicamente otros sustratos gaseosos (como acetileno o monóxido de nitrógeno); buscando que estos pudieran ser activados e insertados en dobles enlaces de manera análoga al mecanismo de dihidroxilación, o dar lugar a otro tipo de reacciones. Además, se profundizó en el estudio de la actividad oxima deshidratasa como estrategia para la obtención de nitrilos, y se evaluó la capacidad de formar carbenos (de manera similar a la formación de nitrenos) para catalizar la formación de enlaces C-C.