FINANCIADOS POR CONICET

PIP 1122015 0100090 – “QUÍMICA DE PRODUCTOS NATURALES Y BIOCATALISIS EN LA BÚSQUEDA DE NUEVOS LIDERES MOLECULARES Y BIOPRODUCTOS”
Director: Dra. Marcela Kurina Sanz

Resumen: La falta de agregado de valor a los subproductos agroindustriales  hace que se pierdan recursos potenciales. Además, nuestra biodiversidad nos  provee de productos naturales originales cuyas aplicaciones pueden ser potenciadas por métodos sustentables y así contribuir al descubrimiento de nuevas moléculas líderes. La posibilidad obtener valiosos productos biogénicos a partir de residuos agroindustriales y productos naturales abundantes, utilizando metodologías de diversificación molecular basadas en el empleo de biocatalizadores y reacciones multicomponente constituye nuestra hipótesis de trabajo. El objetivo general es estudiar la posibilidad de utilizar recursos naturales renovables para abordar problemáticas actuales de la química fina, la química medicinal y la agroindustria de manera sustentable.Pretendemos obtener bioproductos por métodos sustentables y desarrollar biocatalizadores para el diseño de procesos híbridos transferibles a industrias de biotecnología blanca. Para esto nos  apoyaremos en tres ejes: i)El desarrollo de esrtategias basadas en biocatálisis para acceder a bioproductos de alto valor agregado utilizando residuos lignocelulósicos de la industria vitivinícola como materia prima, ii)La diversificación de aceites esenciales bioactivos mediante biotransformaciones y transformaciones fotocatalizadas para potenciar su efectividad como bioplaguicidas y su aplicación como aromatizantes y saborizantes. Estandarizando tecnologías transferibles a los campos de la agricultura orgánica y de la farmacoquímica y iii)El diseño de procesos híbridos que empleen quimio- y biocatálisis para preparar moléculas bioactivas o sus precursores sintéticos, optimizando el uso de biocatalizadores robustos y versátiles tanto silvestres como recombinantes descubiertos y rediseñados por nuestro grupo.
La búsqueda de nuevas moléculas líderes utilizando como “molde” a productos  naturales mayoritarios presentes en especies de la flora cuyana estará basada en:   i)El aislamiento y dilucidación estructural de metabolitos de diversos orígenes biogenéticos principalmente terpenos y fenilpropanoides, ii)Su diversificación química mediante reacciones multicomponente para formar familias de compuestos oxo-nitrogenados, conservando los rasgos estereoquímicos de los productos naturales y iii)El cribado de bioactividad frente a blancos celulares y  moleculares seleccionados para detectar potenciales líderes anticancerígenos y antiparasitarios.

FINANCIADOS POR UNSL

PROICO 2016-2020: “QUÍMICA Y ACTIVIDAD BIOLÓGICA DE METABOLITOS SECUNDARIOS”
Director: Dr. Carlos Pungitore
Co-director: Dr. Osvaldo Donadel

Resumen: Los productos naturales poseen una amplia diversidad estructural y funcional y proveen temas de investigación para químicos, biólogos, biotecnólogos y médicos. El aumento de programas interdisciplinarios dirigidos al descubrimiento de drogas de origen natural es una demostración del interés que despiertan estas materias primas (Nicolaou y col., Bioorg. & Med. Chem., 17, 2290-2303, 2009) La quiralidad juega un rol determinante en el reconocimiento molecular. En la búsqueda de colecciones de moléculas con potencial bioactividad para su evaluación frente a modelos experimentales, que permitan arribar a nuevos líderes moleculares de posible aplicación en enfermedades como el cáncer, se ha demostrado que las colecciones derivadas de la síntesis combinatoria, en general, presentan un alto grado de planaridad y un bajo contenido de centros estereogénicos. Una estrategia de reciente aplicación consiste en utilizar productos naturales de fácil acceso los cuales poseen un molde esteroquímico perfectamente definido, difícil de alcanzar por métodos sintéticos con buenos rendimientos y una diversidad de grupos funcionales que permiten realizar transformaciones químicas (Huigens y col., Nature chemistry, 5, 195-202, 2014). Éstas se orientan a cambiar sus propiedades frente a sistemas lipofílicos o hidrofílicos buscando introducir nuevas funcionalizaciones. Estos nuevos arreglos moleculares tienen la lógica de poseer antecedentes de bioactividad frente a células tumorales in vitro o al ser evaluadas frente a parásitos hemáticos. Los productos naturales representan estructuras privilegiados para el descubrimiento de fármacos. Esta sugerencia se apoya en el hecho que se conoce un número limitado de pliegues de proteínas, y que los productos naturales deben unirse a algunos de ellos para ser biosintetizados y para cumplir con su función en los organismos productores. Por lo tanto, muchos de ellos poseen estructuras favorecidas para unirse a enzimas o receptores de proteínas (Li y col., Science, 325, 161-165, 2009). Es por esto que los productos naturales poseen bioactividades inherentes y alta biodisponibilidad, probablemente a causa de sus interacciones específicas con macromoléculas diana en los organismos vivos. Así, el espacio químico definido por los productos naturales puede muy bien solaparse con el espacio biológico. Por lo tanto, los motivos estructurales y los esqueletos principales derivados de productos naturales bioactivos pueden servir como indicadores para la síntesis química de nuevas moléculas relacionadas, con alta relevancia biológica y conducir a la optimización de su actividad biológica (Park y col., JACS, 136(42), 14629-14638, 2014).

FINANCIADOS POR AGENCIA

PICT 2014 0654  PLAN ARGENTINA INNOVADORA 2020. TIPO A. ANPCYT: “BIOCATÁLISIS: BIOTECNOLOGÍA EMERGENTE PARA EL DESARROLLO DE BIOPROCESOS Y LA OBTENCIÓN DE BIOPRODUCTOS”
Directora: Dra. Marcela Kurina-Sanz

Resumen: La agroindustria genera grandes cantidades de residuos que a menudo permanecen sin utilizar o que son deficientemente tratados. La falta de agregado de valor a los subproductos o la necesidad de numerosas etapas de tratamiento hace que se pierdan recursos potenciales. Además nuestra biodiversidad nos ubica en una posición privilegiada permitiéndonos disponer de productos naturales originales con interesantes aplicaciones que pueden incluso ser potenciado mediante metodologías sustentables y contribuir al desarrollo de las economías regionales. La actual propuesta se basa en la hipótesis de que es posible obtener valiosos productos biogénicos a partir de residuos agroindustriales y productos naturales abundantes y baratos, utilizando metodologías principalmente basadas en el empleo de biocatalizadores. El objetivo general que nos proponemos es “Valorizar productos naturales y desechos de la industria agroalimenticia implementando tecnologías innovadoras basadas en estrategias de biocatálisis y biotransformación. Pretendemos obtener bioproductos en base a métodos sustentables y desarrollar biocatalizadores para el diseño de procesos híbridos de quimio- y biocatálisis preferentemente en sistemas en cascada en fase acuosa transferibles a industrias de biotecnología blanca”. En este contexto el proyecto se apoya en tres ejes principales: i) El desarrollo de metodologías basadas en biocatálisis que conduzcan a la obtención de bioproductos de alto valor agregado utilizando como materia prima residuos lignocelulósicos de la industria vitivinícola cuyana, ii) La diversificación de aceites esenciales bioactivos mediante biotransformaciones para potenciar su efectividad como bioplaguicidas y su aplicación como aromatizantes y saborizantes. Se plantea estandarizar biotecnologías sostenibles y transferibles a los campos de la agricultura orgánica y de la farmoquímica y iii) El diseño de procesos híbridos de reacciones en cascada que empleen quimio- y biocatálisis en medios acuosos aplicables a la preparación de moléculas bioactivas o de sus precursores sintéticos. Nos basaremos en la optimización de biorreacciones redox altamente selectivas llevadas a cabo por biocatalizadores robustos y versátiles tanto silvestres como recombinantes descubiertos y rediseñados por nuestro grupo. Inicio: 2015 – Finalización: 2018

OTROS FINANCIAMIENTOS

PDTS IP492 FINANCIADO CIN-CONICET: “VALORIZACIÓN DE UN RESIDUO AGROINDUSTRIAL: GENERACIÓN DE BIOPRODUCTOS A PARTIR DE ESCOBAJO”          
Director: Dra. Marcela Beatriz Kurina-Sanz

Resumen: El objetivo de este proyecto de transferencia es desarrollar tecnología basada en métodos quimioenzimáticos para darle valor comercial al escobajo, que es un residuo de naturaleza lignocelulósica proveniente de la vinificación y que resulta además no inocuo para el ambiente. En este sentido se propone abordar la transformación de sus principales componentes en nuevos biomateriales poliméricos funcionalizados y en bioproductos mono u oligoméricos de interés para las industrias agroquímica, alimenticia y/o farmacéutica, produciendo impactos ecológicos y económicos positivos. Se prevé que el presente proyecto contribuya al desarrollo bioeconómico de la región de Cuyo, aportando nuevas tecnologías que permitan lograr una conversión eficiente de la biomasa que redunde en el uso sustentable de los recursos, e incorporar valor agregado a la industria local. Inicio: 2015   Finalización: 2017.-.

CONVENIOS

PROYECTO POLIRESINAS SAN LUIS S.A.: “ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS PARA EL TRATAMIENTO DE EFLUENTES LÍQUIDOS DERIVADOS DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE RESINAS POLIESTER”
Dirección Técnica: Dres. Bibiana Barbero, Alejandro Orden , Marcela Kurina-Sanz
Ejecución: Lic. Leonardo J. Aguilera

Resumen: Evaluar alternativas (bio)tecnológicas de tratamiento para los efluentes líquidos derivados del proceso de destilación en la producción de resinas poliéster. Caracterización química y toxicológica del efluente y aplicación de metodologías de tratamiento basadas en  procesos de oxidación avanzada y biotransformaciones tendientes a lograr ajustar a parámetros químicos, bioquímicos y toxicológicos previstos por la normativa vigente en la provincia de San Luis.