Integration of bioinformatics analysis and experimental biocatalysis for a comprehensive approach to the synthesis of renewable polyesters

• Main Author: CESPUGLI, MARCO
• Other Authors: Cespugli, Marco, GARDOSSI, Lucia
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: English
• Published: Università degli Studi di Trieste 2019
• Subjects: biocatalysi; polyester; lipase; cutinase; bioinformatics; Settore CHIM/06 - Chimica Organica; Antarc*; Antarctica
• Online Access: http://hdl.handle.net/11368/2938808

La crescente domanda di poliesteri funzionalizzabili ha accresciuto l’interesse nello sviluppo di nuove strade per la sintesi biocatalizzata di polimeri, dove gli enzimi sono in grado di rispondere alla sfida di combinare condizioni di reazione sostenibili dal punto di vista ambientale con l’alta selettività ed efficienza della catalisi. Gli enzimi sono un’attrattiva sostenibile ai catalizzatori tossici usati nelle policondensazione, come quelli metallici, stagno in particolare. L’obiettivo di questa tesi è quello di integrare approcci sperimentali e bioinformatici per lo studio di nuovi biocatalizzatori per le policondensazioni. Una valida alternativa è infatti rappresentata dagli enzimi, i quali consentono riciclabilità, assenza di contaminazione del prodotto grazie all’immobilizzazione della proteina. Attualmente, i supporti per l’immobilizzazione sono di natura non rinnovabile (metacrilici e stirenici). In questa tesi (Capitolo 3) si è esplorata la possibilità di utilizzare la lolla di riso – un economico materiale di scarto lignocellulosico - a questo proposito. Verrà proposto un confronto tra metodi chemoenzimatici per la funzionalizzazione della lolla, con l’obiettivo di ottenere un supporto di immobilizzazione rinnovabile capace di rispondere alle sfide della green chemistry. Il metodo enzimatico utilizza un sistema laccasi-mediatore con l’inserimento di un linker diamminico. Questo approccio consente di evitare l’utilizzo del periodato di sodio, che è responsabile di importanti alterazioni nella struttura morfologica della lolla, come dimostrato da microscopia SEM. Candida antarctica Lipasi B e due asparaginasi sono state immobilizzate e testate. La lipasi immobilizzata è stata utilizzata per sintetizzare un poliestere con l’acido itaconico. Mentre le lipasi sono la più comune scelta per le reazioni di policondensazione, il nostro gruppo si è concentrato sullo studio di nuove serin idrolasi da utilizzare in questo campo, nello specifico, le cutinasi. Questa classe di enzimi è già stata utilizzata per ...