Publikacja naukowców naszego Wydziału w ACS Catalysis
Zespół Dr Pawła Borowieckiego, ze znaczącym wkładem doktorantek mgr inż. Aleksandry Rudzkiej oraz mgr inż. Natalii Antos (KBŚLiK WCh PW), opublikował we współpracy z naukowcami z Austrii (z zespołu prof. Wolfganga Kroutil’a z Karl-Franzens-Universität w Grazu) artykuł badawczy nt. nowej foto-biokatalitycznej metody deracemizacji alkoholi II-rzędowych z wykorzystaniem światła widzialnego oraz rekombinowanych dehydrogenaz alkoholowych.
Młodzi naukowcy udowodnili, iż połączenie obu procesów katalitycznych, tj. fotoutleniania racemicznych alkoholi w roztworze 9-fluorenonu w DMSO naświetlanego świałtem niebieskim (440 nm) oraz biotranswodorowania powstających in situ ketonów przy użyciu ww. enzymów, w sekwencyjnej procedurze typu „one-pot”, umożliwia syntezę optycznie czynnych alkoholi z bardzo wysokimi wydajnościami (>90%) oraz nadmiarami enanacjomerycznymi (>99%). Warto dodać, iż nowoopracowana metoda jest skuteczna wobec szerokiego spektrum substratowego, a produkty asymetrycznej foto-biotransformacji stanowią cenne chiralne bloki budulcowe w syntezie wartościowych farmaceutyków.
Ponadto badania nad foto-biokatalitycznymi procesami kaskadowymi doprowadziły do przełomowego odkrycia, a mianowicie naukowcy z KBŚLiK udowodnili, że rekombinowane komórki E. coli nadprodukujące dehydrogenazy alkoholowe z Rhodococcus ruber (E. coli/ADH-A) oraz Lactobacillus kefir (E. coli/Lk-ADH) wykazują nadspodziewanie wysoką aktywność katalityczną oraz stereoselektywność działania pomimo silnie kwasowego odczynu pH (1.5-2.2) surowej mieszaniny reakcyjnej uzyskiwanej po fotoutlenianiu racemicznych substratów. Racjonalizacja tego dość niespotykanego zjawiska została poparta licznymi eksperymentami walidacyjnymi oraz szczegółową ich analizą, stanowiącą podstawę hipotetycznego mechanizmu powstawania związków siarkowych o potencjalnych właściwościach modulujących wobec ww. enzymów. Wyniki przeprowadzonych badań mogą przyczynić się do zainicjowania nowych zastosowań w chemii bioorganicznej oraz biotechnologii, w tym przede wszystkim odegrać kluczową rolę przy planowaniu stereokontrolowanych syntez enancjomerycznie wzbogaconych związków o wysokiej wartości dodanej otrzymywanych w oparciu o chiralne alkohole.
Wyniki badań zostały opisane w artykule pt. One-Pot Sequential Two-Step Photo-Biocatalytic Deracemization of sec-Alcohols Combining Photocatalytic Oxidation and Bioreduction oraz opublikowane w prestiżowym czasopiśmie naukowym ACS Catalysis (ISSN: 2155-5435; IF: 13,7; 200 pkt MEiN).
Badania zostały sfinansowane przez Narodowe Centrum Nauki (NCN) w ramach grantu OPUS 24 (nr 2022/47/B/ST4/00139).
Artykuł został dedykowany zmarłym w ubiegłym roku Profesorom naszego Wydziału – prof. Krzysztofowi Schmidt-Szałowskiemu (1930–2023) oraz prof. Przemysławowi Szczecińskiemu (1946–2023).
Link do publikacji: https://doi.org/10.1021/acscatal.3c05100
