Cepas bacterianas y sus usos en reacciones de acilación y/o desacilación
Abstract
Cepas bacterianas y sus usos en reacciones de acilación y/o desacilación. La presente invención describe cepas microbianas con capacidad de llevar a cabo reacciones de alcoholisis y esterificación regioselectivas y el uso de las mismas en la producción de carbohidratos y polifenolas lipófilos de interés en la industria farmacéutica y alimentaria. Asimismo, la invención divulga el método de obtención de las cepas microbianas y el método de obtención de los carbohidratos y polifenoles lipofílicos.
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ES 2 554 565 B2 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 21 Número de publicación: 2 554 565 Número de solicitud: 201500560 51 Int. CI.: C12N 1/20 (2006.01) C12N 9/14 (2006.01) A61K 35/74 (2015.01) A61K 38/46 (2006.01) 12 PATENTE DE INVENCIÓN CON EXAMEN PREVIO B2 54 Título: Cepas bacterianas y sus usos en reacciones de acilación y/o desacilación 73 Titular/es: UNIVERSIDAD DE SEVILLA (100.0%) Vicerrectorado de Transferencia Tecnológica. Paseo de las Delicias s/n. Pabellón de Brasil 41013 Sevilla (Sevilla) ES 72 Inventor/es: ESCOBAR NIÑO, Almudena; SÁNCHEZ BARRIONUEVO, Leyre; CÁNOVAS LÓPEZ, David; MELLADO DURÁN, Encarnación; GONZÁLEZ BENJUMEA, Alejandro; LÓPEZ LÓPEZ , Óscar ; MAYA CASTILLA, Inés y FERNÁNDEZ-BOLAÑOS GUZMÁN, José María 22 Fecha de presentación: 05.05.2014 43 Fecha de publicación de la solicitud: 21.12.2015 88 Fecha de publicación diferida del informe sobre el estado de la técnica: 15.04.2016 Fecha de la concesión: 08.08.2016 45 Fecha de publicación de la concesión: 16.08.2016 57 Resumen: Cepas bacterianas y sus usos en reacciones de acilación y/o desacilación. La presente invención describe cepas microbianas con capacidad de llevar a cabo reacciones de alcoholisis y esterificación regioselectivas y el uso de las mismas en la producción de carbohidratos y polifenolas lipófilos de interés en la industria farmacéutica y alimentaria. Asimismo, la invención divulga el método de obtención de las cepas microbianas y el método de obtención de los carbohidratos y polifenoles lipofílicos. Se puede realizar consulta prevista por el art. 40.2.8 LP. Aviso:
5 CEPAS BACTERIANAS Y SUS USOS EN REACCIONES DE ACILACION Y/O DESACILACION DESCRIPCION La presente invenciOn se refiere a las cepas microbianas de los generos T e rr i b ac i ll u s denominada T e rr i b a c ill u s sp. AE2B122, B a c i ll u s , denominada B a c ill u s sp. HR21-6, E n t e r ob a c t e r , denominada E n t e r ob ac t e r sp. AE1B89 y P se u d o m ona s , denominada P se u d o m on as sp. AE2B120 con capacidad de Ilevar a cabo reacciones de alcoholisis y 10 esterificaciOn regioselectivas y el uso de las nnismas en reacciones de acilacion y/o desacilaciOn, en general y mas especificamente, en reacciones de acilaciOn y/o desacilaciOn para la producciOn de carbohidratos y polifenoles lipofilos de interes en la industria farmaceutica y alimentaria. Asimismo, la invencion tambien se refiere a un metodo para obtener estas cepas microbianas con capacidad de Ilevar a cabo estas 15 reacciones. Asi como la obtenciOn de regioisOmeros de los azucares y polifenoles parcialmente acilados. Por lo tanto, la invencion es de utilidad en los campos de la Microbiologia Industrial e Ingenieria Quimica, en particular, en el sector de la producciOn de compuestos de interes en la industria farmaceutica y alimentaria. 20 ESTADO DE LA TECNICA La proteccion y desproteccion quimio-, regioy estereoselectiva constituye una de las estrategias mas utilizadas en sintesis organica, especialmente valiosa en la sintesis de moleculas complejas y polifuncionales, entre las que se encuentran los carbohidratos y 25 los polifenoles. Aunque son muchos los avances que se han conseguido en este campo en las Oltimas decadas, aun se esta muy lejos de alcanzar la perfecciOn de las reacciones naturales, por lo que este aspect() sigue siendo hoy en dia uno de los grandes retos en sintesis organica. 30 La biocatalisis, y particularmente el uso de enzimas hidroliticas como las lipasas, constituye una alternativa a los metodos convencionales en sintesis organica y puede ser Util para realizar protecciones y desprotecciones estereoy regioselectivas en carbohidratos (Filice, M. et al. N a t . P r o t o c . 7, 1783-1796; 2012) y polifenoles (Torres, P. et al. J . A g r i c . F o o d C he m . 58, 807-813; 2010). Determinados carbohidratos y polifenoles 35 son de interes en la industria farmaceutica y alimentaria como se explica a continuacion. ES 2 554 565 B2 2
Diversos estudios epidemiolOgicos han puesto de manifiesto los efectos beneficiosos para la salud que se derivan del consumo de alimentos ricos en antioxidantes, ya que previenen el desarrollo de enfermedades cronicas degenerativas, incluidas enfermedades cardiovasculares y cancer (Grez et al., C u rr O p i n P h a r m a c o l 104, 362-368; 2010). Dichos 5 compuestos evitan los datios producidos por el estres oxidativo en ciertas biomoleculas (ADN, lipidos, proteinas), que se encuentran asociados con un incremento en el riesgo de problemas cardiovasculares, cancer y otras enfermedades cronicas (Cilia et al., A nn N u t r M e t a b 54, 35-42; 2009). 10 Algunos estudios demuestran que los compuestos polifenOlicos naturales son, i n v i t r o , mas efectivos como antioxidantes que la vitamina A o C (Miller et al., J N u t r E n v i r o n M e d 12, 39-51; 2002), par lo que existe un creciente interes de este tipo de compuestos, en especial aquellos que pueden ser obtenidos a partir de subproductos generados en la industria alimentaria. En este contexto, destaca el hidroxitirosol, que predomina en el 15 OliVO ( O l e a eu r o p ea ) , tanto en las hojas coma en su fruto, ya sea libre o en forma de derivado, y que es un compuesto fenolico de una reconocida eficacia como antioxidante (Fernandez-Bolanos et al., C u r r O r g C he m 12, 442-463; 2008). En los Oltimos arias, se ha comprobado que este antioxidante natural posee ademas 20 importantes propiedades biolOgicas: antiagregante plaquetario (Gonzalez Correa et al. B r J N u t r , 101, 1157-1164, 2009), antiinflamatorio (Gong et al., P h y t o t h e r R e s 23, 646-650, 2009), cardioprotector (Poudyal, H.J. N u t r i t i on 140, 946-953; 2010), antimicrobiano (Medina et al. J A g r i c F o o d C he m 55, 9817-9823; 2007), y anti-VIH (Lee-Huang et al., B i o che m B i o p h y s R e s C o mm un 354, 872-878; 2007). Actualmente, son numerosas las 25 investigaciones que intentan demostrar el beneficio de este compuesto en el tratamiento de ciertas enfermedades neurodegenerativas (Schaffer et al., J A g r i c F oo d C h e m 55, 5043-5049, 2007), y de la piel (Guo et al,. P h y t o t h e r R e s 24, 352-359; 2010), en la prevencion del ictus cerebral isquemico y en la prevencion y tratamiento del cancer (Sirianni et al., M o l N u t r F oo d R e s 54, 833-840, 2010). 30 La aceituna contiene, ademas de hidroxitirosol, una amplia variedad de compuestos fenOlicos, tales coma el 3,4-dihidroxifenilglicol (Brenes, M.J. A g r i c F oo d C h e m 47, 35353540; 1999) y el alcohol protocatecuico (Saitta, M. et al. F oo d C h e m 112, 525-532, 2009). ES 2 554 565 B2 3
HO HO Hidroxitirosol OH HO HO HO HO OH 3,4-Dihidroxifen ilglicol Alcohol protocatecuico Diversos estudios sobre los connpuestos fenOlicos del olivo muestran la importancia de los acil derivados en la cadena lateral de estos compuestos polifenOlicos naturales, ya que el 5 caracter lip6filo permite su dispersion en aceite, el atravesar membranas celulares y la captaci6n por las celulas, y la protecciOn de constituyentes de membrana y de LDL (Gupta et al., A d v . F oo d N u t r . Res. 69, 183-217; 2013). Es decir, se mejoran las propiedades fisico-quimicas y se conservan las propiedades antioxidantes. Por lo tanto, es de gran interes para la industria alimentaria la obtenciOn de nuevos antioxidantes lipofflicos 10 mediante modificaciOn de polifenoles naturales. Estos analogos estructurales lip6filos tienen una mejor biodisponibilidad, son mas eficaces que los polifenoles naturales utilizados como material de partida, y son utiles en la formulacion de "alimentos funcionales" que presentan efectos beneficiosos para la salud. 15 Bouallagui y colaboradores (Bouallagui et al., A p p ! B i o c he m B i o t ec h n o l 163, 592-599, 2011) han descrito la producciOn enzimatica de hidroxitirosol acetato e hidroxitirosol oleato usando la lipasa de C. a n t a r c t i ca (Novozym 435), obteniendo compuestos con actividades biolOgicas optimizadas en cuanto a la biodisponibilidad y actividad antioxidante. La acilaciOn catalizada con lipasa de C. a n t a r c t i c a B tiene lugar quimioselectivamente sobre el 20 hidroxilo de la cadena alifatica frente a los hidroxilos aromaticos (Torres de Pinedo et al., T e t r a h e d r on 61, 7654-7660; 2005). Por otra parte, azikares esterificados parcialmente o con diferentes funciones en los distintos carbonos, constituyen importantes " b u i l d i n g b l o c k s " para la sintesis de una amplia 25 variedad de derivados mas complejos. Asi por ejemplo, los monosacaridos y oligosacaridos con un Onico hidroxilo libre son compuestos intermedios para la sintesis de heterooligosacaridos de interes biornedico y actividad farmacologica como antitumorales, antiinflamatorios, etc. (Plou et al., J B i o t e c hn o l 96, 55-66; 2002). ES 2 554 565 B2 4
Desafortunadamente, el elevado numero de grupos hidroxilo en los am:mares y su similar reactividad hace que en muchos casos no sea posible introducir regioselectivamente determinadas funciones, o requiera recurrir a una larga y costosa secuencia de sintesis, para Ilevar a cabo transformaciones en solo alguno de los grupos hidroxilo. 5 A pesar del interes de las reacciones de carbohidratos biocatalizadas con lipasas, los antecedentes de casos de proteccion o desprotecciOn regioselectiva de monosacaridos en posiciones distintas a C-1 y C-6 son nnuy escasos. Asimismo, son tambien muy pocos los ejemplos en los que se describen reacciones de protecciOn/desprotecciOn 10 regioselectiva en uno de los dos carbonos primarios (C-6 y C-6") de disacaridos de hexosas. Por lo tanto, existe en el estado de la tecnica la necesidad de encontrar nuevas enzimas capaces de Ilevar a cabo reacciones de acilaciOn y/o desacilaciOn regioselectivas con la 15 finalidad de obtener nuevos compuestos de interes en la industria farmaceutica y alimentaria. DESCRIPCION DE LA INVENCION 20 Para superar los problemas existentes en el estado de la tecnica mencionados previamente, un primer aspecto de la presente invenciOn describe cepas microbianas seleccionada de la lista que comprende cepa de B ac i ll u s depositada en la ColecciOn Espanola de Cultivos Tipo (CECT) con el numero de acceso CECT 8464, cepa de E n t e r ob ac t e r depositada en la ColecciOn Espanola de Cultivos Tipo (CECT) con el 25 nCimero de acceso CECT 8462, cepa de P se u d o m on as depositada en la Coleccion Espanola de Cultivos Tipo (CECT) con el nOrnero de acceso CECT 8463 y cepa de T e r r i b a c ill u s depositada en la ColecciOn Espanola de Cultivos Tipo (CECT) con el nOrnero de acceso CECT 8231 que tienen la capacidad de Ilevar a cabo reacciones regioselectivas de acilaciOn (esterificaciOn) y/o desacilacion (alcoholisis), preferentemente 30 sobre polifenoles y/o carbohidratos, preferentemente naturales, lo que permite la obtencion de una colecciOn de compuestos de interes acilados y/o eterificados en diferentes posiciones. Asi, en base a la capacidad de estas bacterias de Ilevar a cabo estas reacciones de esterificaciOn y alcoholisis, se han desarrollado una serie de aspectos inventivos que seran explicados en detalle a continuacion. 35 ES 2 554 565 B2 5
Otro aspecto descrito en la presente invenciOn se refiere al extracto enzimatico obtenible a partir del cultivo de cualquiera de las cepas bacterianas descritas en la presente invenciOn. 5 Otro aspecto descrito en la presente invenciOn se refiere al uso de las cepas bacterianas o al uso del extract° enzimatico de la invencion como catalizadores para las reacciones enzimaticas de acilacion y/o desacilacion de compuestos, siendo preferidos los compuestos polifenoles y/o carbohidratos o sus derivados acilados. lo Otro aspecto descrito en la presente invencion se refiere a un metodo para obtener derivados acilados de polifenoles y/o carbohidratos mediante reacciones enzimaticas de acilaciOn o desacilacion sobre polifenoles y/o carbohidratos, que comprende las siguientes etapas: a) poner el extracto enzimatico segOn se describe en la presente invencion, en 15 contact° con polifenoles, carbohidratos o cualquiera de sus derivados acilados, en presencia de un agente acilante o un alcohol alifatico para Ilevar a cabo reacciones enzimaticas de acilacion o desacilaciOn, respectivamente; y b) purificar los derivados acilados de polifenoles y/o carbohidratos obtenidos en la etapa (a). 20 25 30 Otro aspecto descrito en la presente invenciOn se refiere al compuesto de fOrmula general (I) HO HO (I) donde: R1 es un grupo alquilo (C1-C20), un grupo alquenilo (C2-C20), un grupo alquinilo (C2-C20), 0 un grupo arilalquilo; y R2 es un grupo acilo (-COR3), donde R3 es un grupo alquilo C1-C20, o un hidrOgeno. Otro aspecto descrito en la presente invencion se refiere al uso del compuesto de formula general (I) descrito previamente para la elaboracion de un medicamento. ES 2 554 565 B2 6
Otro aspecto descrito en la presente invencion se refiere a una composici6n farmaceutica que comprende al menos un compuesto de fOrmula general (I) segim se ha descrito previamente junto con un vehiculo farmaceuticamente aceptable. 5 Otro aspecto descrito en la presente invenciOn hace referencia al uso de al menos un compuesto de formula general (I) segun se ha descrito previamente para la elaboraciOn de una composici6n alimenticia. Otro aspecto descrito en la presente invencion hace referencia al uso no terapeutico de al 10 menos un compuesto de fOrmula general (I) segt.ln se ha descrito previamente, como antioxidante, preferiblemente alimentario, o como componente de composiciones cosmeticas. Otro aspecto descrito en la presente invencion se refiere a una composici6n alimenticia o 15 cosmetica que comprende al menos un compuesto de fOrmula general (I) segun se ha descrito previamente. Otro aspecto descrito en la presente invencion se refiere a un procedimiento de obtencion de los compuestos de formula (I) segOn se ha descrito previamente a lo largo de la 20 presente invenciOn, que comprende: a. la reaccion enzimatica del compuesto 3,4-dihidroxifenilglicol peracilado con Ri0H; o b. la reacci6n enzimatica del compuesto 3,4-dihidroxifenilglicol peracilado con R101-1 y posteriormente la reaccion con metanol del compuesto obtenido en 25 el paso (a) bajo catalisis basica; donde 1721 es un grupo alquilo (C1-C20), un grupo alquenilo (C2-C20), un grupo alquinilo (C2-C20), 0 un grupo arilalquilo; segOn se ha definido para el sustituyente R1 del compuesto general de formula (I). 30 Otro aspecto descrito en la presente invenciOn se refiere a un compuesto de fOrmula 2,3,4,6,6'-penta-0-acetil-a,a-D-trehalosa o 2,3,4,6-tetra-0-acetil-a,a-D-trehalosa, asi como al uso de dichos compuestos como intermediarios de reaccion para la sintesis de derivados de trehalosa, asi como en la preparaci6n de analogos de glicolipidos presentes en M y c ob ac t e r i u m t ub e r c u l o s i s . ES 2 554 565 B2 7
Otro aspecto descrito en la presente invencion se refiere a un procedimiento de obtenci6n de los compuestos 2,3,4,6,6'-penta-0-acetil-a,a-D-trehalosa o 2,3,4,6-tetra-0-acetil-a,aD-trehalosa que comprende: a. la reacciOn enzimatica de per-O-acetil-a,a-D-trehalosa con metanol o 5 metanol deuterado a una temperatura de entre 16-28°C. DESCRIPCIDN DE LAS FIGURAS Figura 1. RelaciOn filogenetica de las cepas T e r r i b a c i ll u s sp. AE2B 122, B a c ill u s sp. 10 HR21-6 con otras bacterias Gram positivas (A), y las cepas E n t e r ob a c t e r sp. AE1B89 y P s eu d o m on as sp. AE2B120 con otras bacterias Gram negativas (B) filogeneticamente relacionadas. Para su realizacion se ha utilizado el metodo de N e i g hb o r - Jo i n i n g . Junto a las ramas se muestra el porcentaje de replicas de los arboles que presentan esos taxones juntos en un mismo agrupamiento en el test estadistico b oo t s t r a p (500 replicas). 15 Las distancias evolutivas se han calculado con el metodo M a x i m u m C o m p o s i t e L i ke l i hoo d , y se expresa en unidades del numero de sustituciones de bases por sitio. Las secuencias comprendian entre 640 y 650 posiciones. Para los analisis filogeneticos se ha usado el programa MEGA4 (http://www.megasoftware.net/mega4/mega.html). 20 Figura 2. Se representa la actividad antirradicalaria (captaci6n de radicales libres mediante donacion de atomos de hidrogeno) frente al radical libre DPPH (2,2-difeni1-1picrilhidracilo) expresada en valores de ECK (1.1M) del acetato de hidroxitirosilo 2, de los eteres fenOlicos 4a-4d, 5a-5d, y del 3,4-dihidroxifenilglicol 14. 25 Figura 3. Espectro de Resonancia Magnetica Nuclear (1H-RMN) (A) y espectro de resonancia magnetica nuclear (1H-RMN) ampliado (B) del procedimiento de desacilacion del compuesto 27 (metil 2,3,4,6-tetra-0-acetil-a-D-glucopiranosido) mediante el extracto enzimatico de la invenciOn. 30 Figura 4. Espectro de Resonancia Magnetica Nuclear (1H-RMN) (A) y espectro de resonancia magnetica nuclear (1H-RMN) ampliado (B) del procedimiento de desacilaciOn del compuesto 30 (per-O-acetil-a,a-D-trehalosa) mediante el extracto enzimatico de la presente invencion. ES 2 554 565 B2 8
5 Figura 5. Espectro de Resonancia Magnetica Nuclear (1H-RMN) (A) y espectro de resonancia magnetica nuclear (1H-RMN) ampliado (B) del procedimiento de desacilaciOn del compuesto 34 (per-O-acetilsacarosa) mediante el extracto enzimatico de la presente invencion. DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Los inventores de la presente invenciOn han identificado una serie de cepas microbianas, en particular, las cepas bacterianas T e rr i bac i ll u s sp. AE2B 122, B a c i ll u s sp. HR21-6, 10 E n t e r ob a c t e r sp. AE1B89 y P s eu d o m on a s sp. AE2B120 depositadas en la Coleccion Espanola de Cultivos Tipo (CECT) con los nOmeros de registro 8231 (con fecha de depOsito 20.11.2012), 8464, 8462, 8463 (con fecha de depOsito de 22 de Octubre de 2013), respectivamente, que tienen la capacidad de Ilevar a cabo reacciones regioselectivas de acilaciOn (por ejemplo esterificacion) y/o desacilaciOn (por ejemplo 15 alcoholisis). Dichas reacciones de acilaciOn y/o desacilaciOn se Ilevan a cabo preferentemente sobre polifenoles y/o carbohidratos naturales, y de eterificacion en posiciones bencilicas de polifenoles durante la alcoholisis de esteres de hidroxilos fenOlicos, lo que permite la obtenci6n de una colecciOn de compuestos de interes acilados y/o eterificados en diferentes posiciones. Asi, en base a la capacidad de estas 20 bacterias de Ilevar a cabo estas reacciones de esterificacion y alcoholisis, se han desarrollado una serie de aspectos inventivos que seran explicados en detalle a continuaci6n. C e p as m i c r o b i a n as d e l a i n v e n c i e m y s u s us o s 25 Mediante metodos de s c r ee n i n g sobre muestras obtenidas de diferentes lugares de procedencia, como por ejemplo almazaras, industrias de conservas de pescado, etc, se han seleccionado una serie de cepas microbianas con actividad lipolitica y capacidad de Ilevar a cabo reacciones regioselectivas de esterificacion (acilaciOn) y/o alcoholisis 30 (desacilaciOn), en particular sobre carbohidratos y/o polifenoles, preferentemente naturales. Estas cepas microbianas fueron sometidas a un analisis filogenetico mediante el analisis de la secuencia del gen 16S ARNr. De este analisis se identificaron las cepas con las que ES 2 554 565 B2 9
liquid°. Posteriormente, puede obtenerse el sobrenadante, por ejemplo por aspiracian con una pipeta. Una vez obtenido el extract° enzimatico, este se pone en contacto con los compuestos 5 que se quieran someter a las reacciones de acilacion/desacilacian [etapa (a)]. Las condiciones adecuadas para Ilevar a cabo estas reacciones se explican detalladamente en cada uno de los ejemplos que contiene la presente invencion. En una realizacian preferida, los compuestos de partida son preferentemente polifenoles 10 o carbohidratos. En otra realizacian preferida, los sustratos de tipo fenolico de la etapa a) del metodo de la invencion, se seleccionan preferentemente de entre cualquiera de los siguientes: hidroxitirosol, 3,4-dihidroxifenilglicol, alcohol protocatecuico y derivados acetilados de los 15 mismos, preferiblemente: hidroxitirosol triacetilado, 3.4-dihidroxifenilglocol tetraacilado y alcohol protocatecuico peracilado. En otra realizacion preferida, los sustratos de tipo carbohidratos del paso a) del metodo de la invencion, se seleccionan de entre mono-, di-, oligo-, polisacaridos o cualquiera de 20 sus derivados acilados, preferiblemente: metil a-D-glucopiranosido per-O-acetilado, trehalosa octaacetilada y sacarosa octaacetilada. 25 30 Por "derivados acetilados" se refiere a compuestos fenolicos o carbohidratos con at menos un grupo —OH sustituido por un grupo —000CH3. Tal como se ha explicado previamente, en el presente documento, los sobrenadantes obtenidos en una etapa previa a la etapa a) del metodo de la invencion, pueden concentrarse y/o dializarse, segun se ha explicado previannente, o pueden usarse tat cuales. Por lo tanto, en una realizacian particular, el metodo de obtencian de derivados acilados de polifenoles y/o carbohidratos de la invencion comprende entre las etapas (a) y (b), una etapa opcional dirigida a la concentracion y/o dializacion de los sobrenadantes, asi como ES 2 554 565 B2 16
a su posterior liofilizacion. Las tecnicas de concentraciOn, dializaciOn y liofflizacion se describen con detalle en el Ejemplo 2. A continuaciOn se detallan las diferentes reacciones de acilacion/desacilacion de 5 compuestos fenOlicos y/o carbohidratos mediante las reacciones enzimaticas catalizadas por las enzimas presentes en los sobrenadantes o extractos enzimaticos recogidos de los cultivos de las cepas descritas en la presente invenciOn, para la obtencion de compuestos fenOlicos y/o carbohidratos acilados lipofilicos. 10 En una realizacion preferida, la reaccion enzimatica es de desacilaciOn, el polifenol del paso (a) es un derivado acetilado de hidroxitirosol, 3,4-dihidroxifenilglicol o alcohol protocatecuico, preferiblemente hidroxitirosol triacetilado, 3,4-dihidroxifenilglocol tetraacilado o alcohol protocatecuico peracilado, y la reacciOn se Ileva a cabo en presencia de un alcohol alifatico. 15 Por "alcohol alifatico" se entiende en la presente invencion a un grupo alquilo (C1-C7), lineal o ramificado, con al menos un radical —OH, por ejemplo, pero sin limitarse a metanol, etanol, propanol, butanol, entre otos. Preferiblemente el alcohol alifatico es metanol (Me0H). El alcohol alifatico puede estar opcionalmente deuterado a temperatura 20 ambiente (aprox. 18-30°C). 25 30 En una realizaciOn mas preferida, la reacciOn enzimatica es de desacilacion, el polifenol del paso (a) es un hidroxitirosol triacetilado y la reacci6n se Ileva a cabo en presencia de metanol. En otra realizacion preferida, la reaccion enzimatica es de desacilacion de los hidroxilos aromaticos, el polifenol del paso (a) es 3,4-dihidroxifenilglicol tetraacilado o alcohol protocatecuico peracilado y la reacciOn se Ileva a cabo en presencia de un alcohol alifatico para producir la eterificaci6n en la posiciOn bencilica. En otra realizacion preferida, la reacciOn enzimatica es de acilaciOn, el polifenol del paso (a) es hidroxitirosol, 3,4-dihidroxifenilglicol o alcohol protocatecuico y la reacci6n se Ileva a cabo en presencia de un grupo acilante y opcionalmente de un co-disolvente. ES 2 554 565 B2 17
Por "grupo acilante" se entiende a un reactivo capaz de reaccionar con un compuesto agregando un grupo acilo a su estructura, como por ejemplo, el grupo acilante puede ser sin limitarse a acetato de isopropenilo o acetato de vinilo, que a su vez actuan de disolvente. 5 La reacci6n de acilacion se puede hacer en ausencia o presencia de un adsorbente del sobrenadante de los cultivos de las cepas de la invenciOn, tal como celita. Se obtienen mejores resultados con el extracto enzimatico soportado sobre celita. Si el compuesto fenOlico empleado es poco soluble en el agente acilante se puede utilizar un co10 disolvente, por ejemplo DMF (N,N-dimetil formamida). En otra realizacion preferida, la reaccion enzimatica es de desacilaciOn, el carbohidrato del paso (a) es metil a-D-glucopiranosido per-O-acetilado, per-O-acetil-a,a-D-trehalosa, per-O-acetil-sacarosa, trehalosa octaacetilada o sacarosa octaacetilada y la reaccion se 15 Ileva a cabo en presencia de alcohol alifatico, preferiblemente metanol o metanol deuterado a temperatura ambiente (16-28°C). En un realizacion mas preferida, la reacciOn enzimatica es de per-O-acetil-a,a-Dtrehalosa con metanol o metanol deuterado a una temperatura de entre 16-28°C, 20 obteniendose los compuestos 2,3,4,6,6'-penta-0-acetil-a,a-D-trehalosa o 2,3,4,6-tetra-0acetil-a,a-D-trehalosa o la reaccion enzimatica de per-O-acetil-sacarosa con metanol o metanol deuterado a una temperatura de entre 16-28°C, obteniendose los compuestos 2,3,4,6,1',6'-hexa-0-acetil-sacarosa o 2,3,4,6,6'-penta-0-acetil-sacarosa. 25 En otra realizaciOn preferida, la reaccion enzimatica es de acilacion, el carbohidrato del paso (a) es metil a-D-glucopiranOsido y la reacciOn se Ileva a cabo en presencia de acetato de isopropenilo y DMF a una temperatura de entre 50-70°C. 30 Otro aspect° de la presente invencion describe un compuesto de formula general (I) HO HO (I) ES 2 554 565 B2 18
donde: R1 es un grupo alquilo (C1-C20), un grupo alquenilo (C2-C20), un grupo alquinilo (C2-C20), a un grupo arilalquilo; y R2 es un grupo acilo (-COR3, donde R3 es un grupo alquilo C1-C20) o un hidrOgeno. 5 Por "alquilo" se refiere en la presente invenciOn a una cadena alifatica, lineal o ramificada, que tiene de 1 a 20 atomos de carbonos, preferiblemente de 1 a 10 atomos de carbono y mas preferiblemente de 1 a 5 atomos de carbono, por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, ipropilo, n-butilo, t-butilo, n-pentilo, entre otros. 10 Por "alquenilo" se refiere en la presente invencion a cadena carbonada, lineal o ramificada, que presenta al menos un doble enlace y que contiene entre 2 y 20 atomos de carbono, preferiblennente entre 2 y 10 atomos de carbono y mas preferiblemente de 2 a 5 atomos de carbon°. 15 Por "alquinilo" se refiere en la presente invenciOn a cadena carbonada, lineal o ramificada, que presenta al menos un triple enlace y que contiene entre 2 y 20 atomos de carbono, preferiblemente entre 2 y 10 atomos de carbono y mas preferiblemente de 2 a 5 atomos de carbon°. 20 Por "arilalquilo" se entiende en la presente invenciOn a un grupo arilo unido al resto de la molecula por un grupo alquilo (C1-C20), tal y coma se ha definido anteriormente. Un ejemplo, no limitante, de arilalquilo es un grupo bencilo. En una realizacion preferida, el compuesto de formula general (I) de la presente invencion 25 se caracteriza par que el R2 es un grupo acetilo (-COCH3). En una realizaciOn preferida, el compuesto de formula general (I) de la presente invenciOn se caracteriza par que el R2 es un hidr6geno. 30 En otra realizaciOn mas preferida, los compuestos de fOrmula general (I) se seleccionan de la lista que connprende: acetato de 2-(3,4-dihidroxifeniI)-2-metoxietilo, acetato de 2- (3,4-dihidroxifeniI)-2-etoxietilo, acetato de 2-(3,4-dihidroxifeniI)-2-propoxietilo, y acetato de 2-(3,4-dihidroxifeniI)-2-butoxietilo. ES 2 554 565 B2 19
En otra realizacion preferida, los compuestos de fOrmula general (I) se seleccionan de la lista que comprende: 2-(3,4-dihidroxifeniI)-2-metoxietanol, 2-(3,4-dihidroxifeniI)-2etoxietanol, 2-(3,4-dihidroxifeniI)-2-propoxietanol y 2-(3,4-dihidroxifeniI)-2-butoxietanol. 5 La presente invenciOn tambien describe el procedimiento de obtencion de los compuestos de formula (I) descritos anteriormente, que comprende: a. la reacci6n enzimatica del compuesto 3,4-dihidroxifenilglicol peracilado con Ri0H; o b. la reacci6n enzimatica del compuesto 3,4-dihidroxifenilglicol peracilado con 10 R101-I y posteriormente la reaccion del compuesto obtenido en el paso (a) mediante catalisis basica, preferiblemente con Cs2CO3, en metanol; donde R1 es un grupo alquilo (C1-C20), un grupo alquenilo (C2-C20), un grupo alquinilo (C2C20), o un grupo arilalquilo. Ac0 15 Ac0 OAc OAc Extracto enzimatico HO • R1 OH HO ORi oAc Cat. acida HO OH Me0H HO En una realizacion preferida, el procedinniento descrito anteriormente se caracteriza par que la reacci6n enzimatica se Ileva a cabo en presencia del extracto enzimatico descrito 20 en la presente invencion. La presente invenciOn se refiere tambien al uso de al menos un compuesto de formula general (I), segun se ha descrito previamente, para la elaboracion de un medicamento o de una composiciOn cosmetica o de una composicion alimenticia, d6nde la composicion 25 alimenticia se selecciona de entre un alimento, complemento alimenticio, alimento funcional o nutraceutico. A efectos de la presente invenciOn el tarmino "medicamento" hace referencia a cualquier sustancia usada para prevencion, diagnOstico, alivio, tratamiento o curaci6n de 30 enfermedades en el hombre y los animales. ES 2 554 565 B2 20
A efectos de la presente invencion el termino "composiciOn farmaceutica" tat y como se define en la presente invenciOn se refiere a conjunto de componentes que ester' formados por at menos un producto de fOrmula general (I) segun se describe en la presente invencion, en cualquier concentracion, que tiene at menos una aplicacion en la 5 mejora del bienestar fisico o fisiolOgico o psicolOgico de un sujeto, que implique una mejora del estado general de su salud. Dichas composiciones comprenden ademas at menos un vehiculo farmaceuticamente aceptable. La composici6n farmaceutica puede comprender un "vehiculo" o portador, que es 10 preferiblemente una sustancia inerte. La funci6n del vehiculo es facilitar la incorporaci6n de otros compuestos, permitir una mejor dosificacion y administracion o dar consistencia y forma a la composiciOn farmaceutica. Los compuestos y composiciones de la presente invenciOn pueden ser empleados junto 15 con otros medicamentos en terapias combinadas. Los otros farmacos pueden formar parte de la misma composici6n o de otra composiciOn diferente, para su administracion al mismo tiempo o en tiempos diferentes. A efectos de la presente invenciOn el termino "composiciOn cosmetica" o "cosmetico" se 20 refiere a aquellas preparaciones constituidas por sustancias naturales o sinteticas o sus mezclas, de uso extern° en las diversas partes del cuerpo humano. A efectos de la presente invenciOn el termini° "composicion alimenticia" se refiere a aquel alimento que, con independencia de aportar nutrientes at sujeto que lo toma, afecta 25 beneficiosannente a una o varias funciones del organismo, de manera que proporciona un mejor estado de salud y bienestar. Como consecuencia, dicha composiciOn puede ser destinada a la prevencion y/o tratamiento de una enfermedad o del factor causante de una enfermedad. Por tanto, el termino "composiciOn alimentaria" de la presente invencion se puede emplear como sinonimo de alimento funcional o alimento para fines 30 nutricionales especificos o alimento medicinal. A efectos de la presente invencion, el termino "composicion alimenticia" es, o forma parte de un alimento, alimento funcional, nutraceutico o suplemento alimenticio. ES 2 554 565 B2 21
A efectos de la presente invencion el termino "nutraceutico" tal como se emplea en la presente invenciOn se refiere a sustancias aisladas de un alimento y utilizadas de forma dosificada que tienen un efecto beneficioso sabre la salud. 5 A efectos de la presente invenciOn el termino "suplemento", sinOnimo de cualquiera de los terminos "suplemento dietetico", "suplemento nutricional" o "suplemento alimenticio" es un "ingrediente alimenticio" destinado a complementar la alimentaciOn. La presente invenciOn tambien se refiere al uso no terapeutico de al menos un compuesto 10 de formula general (I), segun se ha descrito previamente, como antioxidante, preferentemente como antioxidante alimentario. 15 Por el termino "antioxidante" se entiende una composiciOn capaz de retardar o prevenir la oxidacion de otras moleculas. Otro objeto descrito en la presente invenciOn se refiere a una composici6n farmaceutica que comprende al menos un compuesto de formula general (I), segiin se ha descrito previamente, junto con un vehiculo farmaceuticamente aceptable. 20 Otro objeto descrito en la presente invencion se refiere a una composiciOn alimenticia o cosmetica que connprende al menos un compuesto de fOrmula general (I), segOn se ha descrito previamente. Otro aspecto descrito en la presente invencion se refiere a los derivados acilados de 25 carbohidratos, preferentemente a los compuestos de formula 2,3,4,6,6'-penta-0-acetila,a-D-trehalosa o 2,3,4,6-tetra-0-acetil-a,a-D-trehalosa. Otro aspecto descrito en la presente invenciOn se refiere al uso de dichos derivados acilados de carbohidratos descritos previamente coma intermedios de reaccion para la 30 sintesis de derivados de trehalosa o para la elaboraciOn de analogos de glicolipidos presentes en M y c ob ac t e r i u m t ube r c u l o s i s . Otro aspect° descrito en la presente invencion se refiere al procedimiento de obtenci6n de los analogos de glicolipidos presentes en M y c ob a c t e r i u m t ub e r c u l o s i s q ue c o m p r en d e : ES 2 554 565 B2 22
a. la reaccion enzimatica de per-O-acetil-a,a-o-trehalosa con metanol o metanol deuterado a una temperatura de entre 16-28°C. En una realizacion preferida, dicho procedimiento se Ileva a cabo en presencia de un 5 extract° enzimatico segOn se define en la presente invenciOn. A lo largo de la descripci6n y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras caracterfsticas tecnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y caracterlsticas de la invencion se 10 desprenderan en parte de la descripci6n y en parte de la practica de la invencion. Los siguientes ejemplos y figuras se proporcionan a modo de ilustraciOn, y no se pretende que sean limitativos de la presente invenciOn. 15 EJEMPLOS. A continuaciOn se ilustrara la invencion mediante unos ensayos realizados por los inventores, que pone de manifiesto la efectividad del producto de la invenciOn. Ejemplo 1: Analisis filogenetico de las cepas T e r r i b a c il l us sp. AE2B 122 (CECT 20 8231), B ac il l u s sp. HR21-6 (CECT 8464), E n t e r o b a c t e r sp. AE1B89 (CECT 8462) y P s e u d o m o n a s sp. AE2B120 (CECT 8463). El estudio filogenetico se llev6 a cabo mediante analisis de la secuencia del gen acid° ribonucleico ribosOmico (ARNr) 16S. Para ello se amplific6 el gen del ARNr 16S de cada 25 una de las cepas de la invencion mediante reacci6n en cadena de la polimerasa (PCR) utilizando los cebadores 16F27, cuya secuencia es 5'-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3' (SEQ ID NO: 1), y 16R1488, con la secuencia 5'-CGGTTACCTTGTTAGGACTTCACC-3' (SEQ ID NO: 2) (Moreno M.L., et al. F E M S M i c r ob i o l E c o l , 2009; 68, 59-71.). Las condiciones de la reacci6n de PCR fue la siguiente: un ciclo de 95 °C durante 5 minutos, 30 25 ciclos de 94 °C durante 1 minutos, 50 °C durante 1 minutos y 72 °C durante 2 minutos, y luego un paso de extension de 10 minutos a 72 °C. Los productos de la amplificaciOn se analizaron mediante electroforesis en gel de agarosa. El ADN amplificado es secuenciado mediante el metodo Sanger. Se utilizan entre 640 y 650 pb para la busqueda de secuencias similares entre las secuencias depositadas en Gen Bank, usando el algoritmo ES 2 554 565 B2 23
BlastN, resultando ser T e rr i b ac i ll u s g o r i e n s i s CL-GR16 (NOmero de acceso a Gene Bank NR_043895), B a c i ll u s s t r a t o s p h e r i c u s JCM 13349 (numero de acceso a Gene Bank NR_042336), E n t e r ob ac t e r l u d w i g ii EN-119 (numero de acceso a GeneBank AJ853891) y P s eu d o m on as s t u t z e r i ATCC 17588 (nOmero de acceso a GeneBank NR_103934) los 5 que mayor valor de identidad muestran con las secuencias de las cepas de la invenciOn. Por lo tanto, las cepas de la invencion se asignaron a los generos T e r r i b a c i ll u s c o m o T e r r i b a c i ll u s sp. AE2B 122 (CECT 8231), B a c i ll u s , c o m o B a c i ll u s sp. HR21-6 (CECT 8464), E n t e r ob ac t e r , c o m o E n t e r ob a c t e r sp. AEI B89 (CECT 8462) y P s eu d o m o n as c o m o P s eu d o m on as sp. AE2B120 (CECT 8463). 10 Para la realizaciOn del arbol filogenetico se utilizO el paquete de programas MEGA4. Primero se realize) un alineamiento mdtiple, usando Clustal W, de las secuencias de 650 pb (correspondiente al fragmento entre las posiciones 53 hasta la 703 (Figura 1A) y entre las posiciones 80 hasta 730 (Figura 1B) del ARNr 168 de E s c he r i c h i a c o li) de las cepas y 15 de las secuencias de mayor identidad obtenidas con BlastN. Finalmente los arboles se construyeron utilizando varios metodos, obteniendo resultados similares con todos ellos. En la presente invencion se muestran los arboles construidos mediante el metodo N e i g h bo r - J o i n i n g (Figura 1). 20 Ejemplo 2: Preparacion de los sobrenadantes de las cepas T e r r i b a c il l u s sp. AE2B 122 (CECT 8231), B a c il l u s sp. HR21-6 (CECT8464), E n t e r o b a c t e r sp. AEI B89 (CECT 8462) y P s e u d o m o n a s sp. AE2B120 (CECT 8463). Para la preparaci6n de los extractos enzimaticos o sobrenadantes, se crecio un pre25 inoculo de cada una de las cuatro cepas descritas en la presente invenciOn. T e rr i b ac i ll u s sp. AE2B 122 (CECT 8231) se cultivO en medio PYA durante una noche. Al dia siguiente, se utilizO dicho cultivo para inocular medio PYA. Tras crecer el cultivo en medio PYA, se recogio el sobrenadante. 30 B ac ill u s sp. HR21-6 (CECT8464) se cultivO en medio LB durante una noche. Al dia siguiente, se utilizO dicho cultivo para inocular medio PYA. Tras crecer el cultivo en medio PYA, se recogiO el sobrenadante. ES 2 554 565 B2 24
E n t e r ob a c t e r sp. AE1B89 (CECT 8462) y P se u d o m on as sp. AE2B120 (CECT 8463) se cultivaron en medio LB durante una noche. Al dia siguiente, se utilizO dicho cultivo para inocular medio LB + tributirina (TRI) 2%. Tras crecer el cultivo en medio LB+TRI 2%, se recogiO el sobrenadante. 5 Cada uno de los sobrenadantes se vertiO en una bolsa de dialisis de 12 KDa (SIGMA, D9527). Las bolsas de dialisis se dejaron toda la noche a 4 °C cubiertas en polietilenglicol de 8 KDa y cuando las bolsas de dialisis estaban completamente secas, se limpio el exterior con agua destilada y se dializaron con tampOn fosfato potasico 0,05M pH 7,8 a 4 10 °C y agitaci6n magnetica. Estos dializados se congelaron a -80 °C. Dichos sobrenadantes pueden ser liofilizados para asi evitar que se produzcan las reacciones de hidrOlisis. Ademas, liofilizar el sobrenadante ayuda a concentrar y conservar la enzima de la cepa microbiana, y tambien para poder ser almacenado. 15 Ejemplo 3: Preparacion de polifenoles lipófilos. Reacciones de acilacion/desacilacion catatalizadas por los sobrenadantes/extractos enzimaticos de las cepas de T e rr i b a c il l u s sp. AE2B 122 (CECT 8231), B a c ill us sp. HR21-6 (CECT 8464), E n t e r o b ac t e r sp. AE1B89 (CECT 8462) y P s e u d o m o n a s sp. AE2B120 (CECT 20 8463). 25 A continuaciOn se muestran a modo de ejemplo ilustrativo y no limitativo, rutas sinteticas que conducen a la obtencion de derivados fenolicos por desacilaciOn regioselectiva catalizada por los extractos enzimaticos/sobrenadantes en medio alcoholico. Ejemplo 3.1. Reacci6n de desacilaciOn de compuestos fenolicos mediante catalisis enzimatica para la obtenciOn de polifenoles lipofilicos. Ejemplo 3.1.1. 30 Acetato de hidroxitirosilo (2) La desacilaciOn del compuesto 1 (hidroxitirosol peracetilado) mediante alcoholisis (desacilacion) catalizada por los extractos enzimaticos, obtenidos de los cultivos de las cepas de la invenciOn, usando como disolvente un alcohol alifatico, tal como el Me0H, da ES 2 554 565 B2 25
A una disoluciOn del compuesto 4d (78 mg, 0.29 mmol) en Me0H seco (2 ml), se &laden ascorbato sOdico (58 mg, 0.29 mmol) y Cs2CO3 (280 mg, 0.88 mmol) y se agita a temperatura ambiente, en oscuridad y atmOsfera de arg6n durante 3 horas. Cuando se da por terminada la reacciOn se purifica el compuesto, sin neutralizar ni evaporar el 5 disolvente, per cromatografia en columna utilizando como eluyente AcOEt-Hex (1:1). Rendimiento: 28.1 mg, 43%, RF 0.3 (CH2C12-Me0H 10:1). 1H-RMN (300 MHz, CDCI3): 6 6.84 (d, 1H, J2,6= 1.8 Hz, Ar-2), 6.83 (d, 1H, J5,6= 8.0 Hz, Ar-5), 6.72 (dd, 1H, J6,5= 8.0 Hz, J6,2= 1.8 Hz, Ar-6), 6.04 (sa, 3H, OH), 4.29 (dd, 1H, J = 7.8 Hz, J = 4.4 Hz, CH), 3.69-3.57 10 (m, 2H, CH2), 3.47-3.28 (m, 2H, OCH2CH2), 1.60-1.51 (m, 2H, OCH2CH2), 1.43-1.26 (m, 2H, CH2CH3), 0.88 (t, 3H, J= 7.3 Hz, CH2CH3). 13C-RMN (75.5 MHz, CDCI3): 6 144.3 (Ar4), 144.2 (Ar-3), 131.8 (Ar-1), 119.9 (Ar-6), 115.7 (Ar-5), 114.1 (Ar-2), 82.5 (CH), 69.2 (OCH2CH2), 67.6 (CH2), 32.2 (OCH2CH2), 19.7 (CH2CH3), 14.2 (CH2CF13)- 15 Ejemplo 3.1.3. La desacilacion (alcoholisis) del compuesto 6 (alcohol protocatecuico peracilado) con un grupo acetoxilo en posicion bencilica catalizada por los extractos enzimaticos usando como disolvente un alcohol alifatico de tipo ROH, tambien tiene lugar de manera totalmente regioselectiva en los esteres fenolicos (Esquema 3). De manera similar al 20 comportamiento observado en el compuesto 3, en la posiciOn bencilica el grupo aciloxi es sustituido por el grupo alcoxi procedente del alcohol usado como disolvente. Asi, por ejemplo, usando come disolvente el Me0H se puede obtener el compuesto 7 de forma cuantitativa en 24 h. El compuesto 7 ha sido aislado previamente del caldo de fermentacion del hongo marino Y26-02 (Wu, H.-H. et al. J A s i a n N a t P r o d R e s 1 1, 74725 750; 2009). Ac0 Ac0 30 6 OAc Extracto enzimatico HO Me0H HO uema 3 7 OMe Esq ES 2 554 565 B2 32
4-(Metoximetil)benceno-1,2-diol (7) HO HO OMe 5 A una disolucion del compuesto 6 (30 mg, 0.19 mmol) en Me0H (1 ml) se al:laden 30 mg de extracto enzimatico obtenido del cultivo de la cepa bacteriana B ac i ll u s s p . H R 2 1 - 6 (CECT 8464) y 60 mg de gel de silice (63-200 pm) y se calienta a 40 °C durante 24 h. Se concentra a sequedad y se purifica mediante cromatografia en columna (AcOEt-hexano 1:1) obteniendose el producto como un sirupo rojizo. Rendimiento: 29 mg, cuantitativo RF 10 0.6 (AcOEt-hexano 1:1). 11-1-RMN (300 MHz, CDCI3): 5 6.83-6.78 (m, 2H, Ar-3, Ar-5), 6.70 (d, 1H, J6,5= 7.7 Hz, Ar6), 4.30 (s, 2H, CH2), 3.33 (s, 3H, OMe). 15 Ejemplo 3.2. ReacciOn de acilacion de compuestos feruilicos mediante catalisis enzimatica para la obtencion de polifenoles lipofilicos. Se Ilevaron a cabo reacciones de acilacion (esterificacion) regioselectiva de diversos polifenoles, preferentemente de polifenoles presentes en el aceite de oliva (Esquema 4). 20 ES 2 554 565 B2 33
HO HO 8 Extracto OH enzimatico HO ° II Ac0 LC:1 HO HO HO Ac0 9 2 OH Extracto HO OH enzimatico. HO 0 HO ---(j,-JL Ac0 14 DMF 12 OH OH Ac0 + HO OAc Ac0 + Ac0 10 OAc Ac0 + HO 15 OH 11 OH OH 13 OAc OH OH Ac0 OH + 17 HO 16 OH OAc Ac0 OH + Ac0 Esquema 4 19 18 ES 2 554 565 B2 34
HO HO 20 Extracto OH enzimatico HO 0 Ac0 0 HO HO HO Ac0 21 OH Ac0 HO 23 Ac0 Ac0 25 OAc Ac0 Ac0 22 Ac0 OAc 6 OAc Esquema 4 (continuacion) HO 24 OH OH 26 OAc 5 Dichos polifenoles son el compuesto 8 (hidroxitirosol), el compuesto 14 (3,4dihidroxifenilglicol) y el compuesto 20 (alcohol protocatecuico). Como agente acilante se empleo el acetato de isopropenilo, que a su vez actUan de disolvente del polifenol y de sus derivados acilados. La acilaciOn se puede hacer en ausencia o presencia de un adsorbente del sobrenadante de los cultivos de las cepas de la invenciOn, tal como celita. 10 Se obtienen mejores resultados con el extracto enzimatico soportado sobre celita. Si el compuesto fenOlico empleado es poco soluble en el agente acilante se puede utilizar DMF (N,N-dimetil formamida) coma co-disolvente. El resultado de la acilacion se cuantifica mediante 1H-RMN previa eliminaciOn del sobrenadante o extracto enzimatico que contiene las enzimas encargadas de Ilevar a cabo la reacci6n de acilacion. 15 El producto mayoritario obtenido de la reacciOn de acilaciOn (esterificaci6n) del polifenol hidroxitirosol (compuesto 8) tras 24 h (Table 1) es el compuesto 9 que es derivado monoacilado en posiciOn 4 del anillo aromatic°. El compuesto 9 y su regiois6mero en la ES 2 554 565 B2 35
posiciOn 3 (compuesto 10), se forman en la proporcion de 2:1. Ademas, de los compuestos derivados monoacilados 2, 9 y 10, se detectan, en menor cantidad, otros tres compuestos que son los derivados diacilados 11, 12 y 13. El grado de conversiOn oscila del 88 al 96%. Los resultados contrastan con la regioselectividad que se obtiene con la 5 lipasa procedente de C. a n t a r c t i c a , que conduce exclusivamente al compuesto regioisOmero 2, acilado en la cadena lateral. La reacciOn de acilaciOn (esterificacion) del compuesto 14: 3,4-dihidroxifenilglicol tras 24 h (Tab la 1) conduce a la obtenci6n de una mezcla de los compuestos 15 y 16 que son los 10 derivados monoacilados en el anillo aromatic°, y del compuesto 17 que es el derivado monoacilado en el extremo de la cadena lateral, en proporcion 1:1:1, con los extractos de T e r r i b ac ill u s sp. AE2B 122 (CECT 8231) y E n t e r o bac t e r sp. AE1B89 (CECT 8462), y en la relacion 1:1:2 con P s e u d o m on as sp. AE2B120 (CECT 8462), B ac i ll u s sp. HR21-6 (CECT 8464) y la lipasa pura de C. a n t a r c t i ca . El grado de conversion va del 53 al 70%. 15 El menor grado de conversiOn se consigue con la C. a n t a r c t i ca . No se detecta la acilaciOn del hidroxilo bencilico del compuesto 14 con ninguna de las enzimas, ni extractos enzimaticos. La reacciOn de acilaciOn (esterificacion) del compuesto 20: alcohol protocatecuico tras 24 20 h (Tab la 1) conduce a la obtenciOn de una mezcla de los derivados mono, di y triacilados. La relaciOn de los derivados monoacilados en posiciOn 4, 3 y cadena lateral es sensible al extract° enzimatico utilizado; asi, la proporciones son 1:1:1 para el sobrenadante del cultivo de T e rr i b a c i ll u s sp. AE2B 122 (CECT 8231), 1:2:2 para el sobrenadante del cultivo de E n t e r o bac t e r sp. AE1B89 (CECT 8462), 1:3.5:1 para el sobrenadante del cultivo de 25 P se u d o m on a s sp. AE2B120 (CECT 8462), 1:3:2 para el sobrenadante del cultivo de B a c i ll u s sp. HR21-6 (CECT 8464) y 1:0:16 para la lipasa de C. a n t a r c t i c a El grado de conversiOn va del 77 al 81% para los 4 sobrenadantes ensayados, mientras que con la lipasa de C. a n t a r c t i ca , la conversion es cuantitativa. La formacion del compuesto 6: derivado triacetilado, solo se detecta con la lipasa de C. a n t a r t i ca . 30 ES 2 554 565 B2 36
5 Tab la 1. Porcentaje determinado por 1H-RMN en la mezcla de reacciOn formada por acilaciOn de los compuestos 8, 14 y 20 con extractos de los sobrenadante obtenido del cultivo de las cepas bacterianas de la invencian o de una lipasa comercial. Compuestos Extractos bacterianos y lipasa CECT 8231 CECT 8462 CECT 8462 8% 0/0 10 20% 2 19% 11 2% 1 10% 13 5% 12% 34% 16% • .21% 2% 9% 6% 23% 4% 38o 21% 18% Lipasa pura Novozyme 435) 100% 8% 7% 7% 19% 7''''' 20% 29% 23% 22% 12% 10% 10% 22% ,: 24% 35% 27% 20% 24% 13% 21% 3% 1% ' 2% 1% 7% 10% 6% 7% 9% 5% 9% 9% 5% 9% Acilacion del hidroxitirosol (compuesto 8). Se disuelve hidroxitirosol (50 mg) en acetato de isopropenilo (3.0 ml) y se afiaden celita (50 mg) y el extracto enzimatico correspondiente obtenido de los cultivos de las cepas de la invencion (50 mg). Se agita a 40 °C y en oscuridad 24 horas. Se filtra la disoluciOn y se concentra a sequedad. Se analiza p01 1H-RMN el resultado de la acilacion (Ver Tabla 1). ES 2 554 565 B2 37
Acilacion del 3,4-dihidroxifenilglicol (compuesto 14). Se disuelve 3,4dihidroxifenilglicol (50 mg) en una mezcla de DMF/acetato de isopropenilo 1:1 (6.0 ml) y se atiade el extract° enzimatico correspondiente obtenido de los cultivos de las cepas de la invenciOn (50 mg). Se agita a 40 °C y en oscuridad 24 horas. Se elimina el disolvente y 5 el residuo que resulta se redisuelve en acetona seca y se filtra. For Ultimo, se concentra a sequedad. Se analiza por1H-RMN el resultado de la acilacion (Ver Tab la 1) Acilacion del alcohol protocatecuico (compuesto 20). Se disuelve el alcohol (50 mg) en acetato de isopropenilo (3.0 ml) y se afiade el extract° enzimatico correspondiente 10 obtenido de los cultivos de las cepas de la invenciOn (50 mg). Se agita a 40 °C y en oscuridad 24 horas. Se filtra la disolucion y se concentra a sequedad. Se analiza por 1HRMN el resultado de la acilaciOn (Ver Tab la 1) Ejemplo 4. Evaluacion de la capacidad antioxidante de los polifenoles lipofilos 15 descritos en la presente invencion. A continuaciOn se representa los resultados obtenidos en la prueba de actividad antirradicalaria frente al DPPH para los compuestos 4a-4d, 5a-5d, 2 y 14. La actividad antirradicalaria expresada como EC50 frente al DPPH (radical 2,2-difeni1-1-picrilhidrazilo) 20 representa la cantidad de antioxidante necesario para disminuir la concentraciOn de DPPH at 50%. Se utilize) el metodo de Sanchez-Moreno (Sanchez-Moreno, C. et al. J . S c i . F oo d A g r i c . 1998, 7 6 , 270-276) con las modificaciones de Jimenez y col. J . A g r i c . A n d F oo d C he m . 2005, 53, 5212-5217). 25 De los nuevos compuestos sintetizados, el mas activo result() ser el compuesto 4a con una actividad parecida al acetato de hidroxitirosilo (Compuesto 2), aunque menor que el 3,4-dihidroxifenilglicol (compuesto 14) (Tab la 2 y Figura 2) Tab la 2. Actividad antirradicalaria frente a DPPH expresada en valores de EC50 (AM) Comptiesto EC50 (0) 4a 14.5±0.500 • 4b 21.6 ± 2.84 4c 21.7 ± 0.480 ES 2 554 565 B2 38
Tab la 2. Actividad antirradicalaria frente a DPPH expresada en valores de EC50 (IAM) 14 16.7 ± 1.81 14.3 ±0.800 12.0 ± 0.550 Ejemplo 5: Preparacion de carbohidratos parcialmente acilados. Reacciones de acilacion/desacilacion de carbohidratos catalizadas por los extractos enzimaticos 5 obtenidos de los cultivos de las cepas T e rr i b a c i ll u s sp. AE2B 122 (CECT 8231), B a c ill u s sp. HR21-6 (CECT 8464), E n t e r o b ac t e r sp. AEI B89 (CECT 8462). Eiemplo 5.1. Se ha Ilevado a cabo la reacci6n de desacetilaciOn del compuesto 27 (metil a-D10 glucopiranOsido per-O-acetilado) por alcoholisis en medio metanOlico catalizada por los sobrenadantes obtenidos de los cultivos de las cepas bacterianas T e rr i ba c i ll us sp. AE2B 122 (CECT 8231), E n t e r o bac t e r sp. AE1B89 (CECT 8462) y B a c i ll u s sp. HR21-6 (CECT 8464). Se han comparado los resultados obtenidos con las cepas de la invencion con los resultados obtenidos con las lipasas comerciales procedentes de P s eu d o m on a s c e p ac ea 15 30 U/mg (Sigma-Aldrich, EC 232-619-9) y C. a n t a r c t i ca soportada sobre resina acrilica 5,000 U/g (Sigma-Aldrich, EC 3.1.1.3, Novozyme 435) (Esquema 5). El medio de reacciOn consiste en una suspensiOn del compuesto 27 y del extracto enzimatico o de la lipasa correspondiente, en metanol o en metanol deuterado (CD30D). 20 Una vez que se da por finalizada la reacciOn, las proporciones entre los distintos compuestos detectados en el crudo de reaccion (compuestos 27-29) se obtienen a partir del correspondiente espectro de 1H-RMN en CD30D, tras la eliminacion del extracto enzimatico o de las enzimas correspondientes. ES 2 554 565 B2 39
Ac OAc Extracto 0 enzimatico 27 OHO + HOH OH OH OMe OMe 28 29 0 Esquema 5 El extract° enzimatico procedente de T e rr i b ac ill u s sp. AE2B 122 (CECT 8231) sOlo 5 permitio un 28% de conversion (Table 3) tras 12 h de reacciOn. Dicha conversiOn resulto ser totalmente regioselectiva, ya que sOlo se observe) la presencia del compuesto 28 (derivado metil 6-0-acetil-a-D-glucopiranosido), junto con el compuesto 27 utilizado como materia prima (72%). 10 Destacan los extractos enzimaticos procedentes de los cultivos de E n t e r o bac t e r sp. AE1B89 (CECT 8462) y B a c i ll u s sp. HR21-6 (CECT 8464), que nnostraron un 84 y un 86% de conversion, respectivamente en un tiempo de reaccion sensiblemente inferior (6 h). Dichos extractos enzimaticos muestran una tendencia elevada a la desacetilacion completa, para dar el compuesto 29 (metil a-D-glucopiranOsido), que se encuentra en 15 una proporciOn en la mezcla del 64% o del 65%, respectivamente. El compuesto 28 que es el derivado acetilado en C-6 se encuentra en una proporcion del 20 y 21%, respectivamente. Las lipasas comerciales procedentes de P . c e p a c ea y C. an t a r c t i ca , estando esta ultima 20 soportada sobre resina acrilica, no condujeron a reacciOn alguna, a pesar de Ilevar a cabo la reacci6n a una temperatura sensiblennente superior (hasta 60 °C) y usar una mayor proporciOn de enzima (hasta 1.5 veces el peso del monosacarido). 25 30 Table 3. Proporciones encontradas para la desacetilacion del compuesto 27 ES 2 554 565 B2 40
catalizada por los sobrenadantes de los cultivos de las cepas de la invenciOn o por lipasas comerciales M i c r oo r g an i s m o / L i p as a P o r c e n t a j e c a l c u l a d o ( R M N ) t ( h ) 27 28 29 C E C T 8 2 3 1 7 2 % 2 8 % 0 % 1 2 C E C T 8 4 6 2 1 6 % 20 % 6 4 % 6 C E C T 8 4 6 4 1 4 % 2 1 % 65 % L i p a s a P . c e p a c ea 1 00 % 0 % 0 % 22 ( S i g m a - A l d r i c h , E C 2 32 - 6 1 9 - 9 ) L i p t a s a ‘ a n t a r c l i c a k b v 6 z y . 4 4 5 1 0 0 % ° . / 0 % Desacilacion del compuesto 27 (metil 2,3,4,6-tetra-0-acetil-a-D-glucopiranosido). 5 Una suspensiOn del compuesto 27 (6.0 mg, 17 pmol) y del sobrenadante del cultivo de las cepas de la invencion correspondiente (3.0 mg) en CD3OD (1.0 mL) se agita a temperatura ambiente durante el tiempo indicado en cada caso. En el caso de las lipasas procedentes de P . cepacea y C. a n t a r c t i ca soportada sobre resina acrilica, se us6 una relaciOn monosacarido/lipasa 1:1.5, una temperatura de 60 °C y un tiempo de reacciOn de 10 22 h. En la Figura 3 se muestra el espectro de 11-I-RMN de la mezcla de reacciOn [1HRMN (300 MHz, CD30D)]; los resultados se muestran en la Tabla 3. Ejemplo 5.2. Los sobrenadantes de los cultivos de las cepas descritas en la presente invenciOn, 15 tambien permiten la desacetilaciOn parcial del compuesto 30 (trehalosa octaacetilada), usando las mismas condiciones que en el caso del monosacarido 27 (Esquema 6). ES 2 554 565 B2 41
Ejemplo 5.4. Acilacicin regioselectiva de carbohldratos Los extractos enzimaticos de las cepas bacterianas descritas en la presente invencion tambien permiten las reacciones de acilacion regioselectiva de carbohidratos. Asi, por ejemplo la acilacion, preferentemente acetilacion del compuesto 29 (metil a-D5 glucopiranOsido) usando acetato de isopropenilo como agente acilante, el extract° enzimatico de B a c ill u s s t r a t o s p he r i c u s como catalizador enzimatico y DMF como codisolvente (Esquema 8), ha dado lugar a la obtenci6n de los compuestos 37 y 28, que presentan grupos acilos en las posiciones 4 y 6, respectivamente. O H 0 O A c 0 HO HO 7L(3( w HO HO 0 Extract° enzimatico OH OH B ac il l u s s t r a t o s p he r i c u s OMe 29 DMF 28 60°C 10 Esquema 8 OAc 0 OH OMe OMe 37 A pesar de Ilevar a cabo calentamientos prolongados (60 °C durante 105 h), la conversiOn 15 es del 49%, aunque con una alta regioselectividad, ya que se observa la presencia del producto monoacetilado en C-6 (compuesto 28) (13%), y el compuesto 37 (metil 4,6-di-0acetil-a-D-glucopiranosido) como derivado acetilado mayoritario (36%), no detectado en los correspondientes ensayos de desacetilacion. 20 Acilacion del metil 2,3,4,6-tetra-O-acetil-a-b-glucopiranosido (compuesto 29) Una disoluciOn del compuesto 29 (6.0 mg, 0.017 mmol), el sobrenadante del cultivo de la cepa B a c i ll u s sp. HR21-6 CECT 8464 (3.0 mg) y acetato de isopropenilo (0.5 mL) en DMF (0.3 mL) se calienta con agitaci6n a 60 °C durante 105 h. A continuaciOn se concentra a sequedad y el residuo se analiza mediante 1H-RMN, mostrando una mezcla 25 de los compuestos 28, 29 y 37 en una proporciOn de 13%, 51% y 36%, respectivamente. ES 2 554 565 B2 48
5 REIVINDICACIONES 1. Cepa microbiana de T e rr i b ac i l u s depositada en la ColecciOn Espanola de Cultivos Tipo (CECT) con el nOmero de acceso CECT 8231. 2. Extracto enzimatico obtenible a partir del cultivo de la cepa bacteriana descrita segun la reivindicacion 1. 3. Extracto enzimatico segun la reivindicaciOn 2, caracterizado porque esta 10 concentrado y/o dializado. 4. Extract° enzimatico segOn cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3 caracterizado porque el extract° enzimatico esta liofilizado. 15 5. Extracto enzimatico segun cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el cultivo ademas comprende un sustrato lipidico. 6. Extract° enzimatico segt.ln la reivindicaciOn 5 donde el sustrato lipidico se selecciona de entre surfactantes, trigliceridos o aceites esenciales. 20 7. Uso de la cepa bacteriana segun la reivindicaciOn 1, o del extracto enzimatico segun cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6 coma catalizador para reacciones enzimaticas de acilaciOn y/o desacilacion de compuestos. 25 8. Uso segun la reivindicaciOn anterior, donde los compuestos son polifenoles y/o carbohidratos. 9. Uso segOn cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8, donde las reacciones son regioselectivas. 30 10. Metodo para obtener derivados acilados de polifenoles y/o carbohidratos mediante reacciones enzimaticas de acilaciOn o desacilacion sobre polifenoles y/o carbohidratos, que comprende las siguientes etapas: a) poner el extracto enzimatico descrito segOn cualquiera de las 35 reivindicaciones 2 a 6 en contact° con polifenoles, carbohidratos o cualquiera de sus derivados acilados, en presencia de un agente acilante o un alcohol alifatico para Ilevar a cabo reacciones enzimaticas de acilaciOn o desacilaciOn, respectivamente; y ES 2 554 565 B2 49
b) purificar los derivados acilados de polifenoles y/o carbohidratos obtenidos en la etapa a). 11. Metodo segun la reivindicaciOn 10, donde los polifenoles del paso a) son 5 hidroxitirosol, 3,4-dihidroxifenilglicol, alcohol protocateuico o cualquiera de sus derivados acilados. 12. Metodo segun la reivindicaciOn 10 donde los carbohidratos del paso a) se seleccionan de entre mono-, di-, oligo-, polisacaridos o cualquiera de sus 10 derivados acilados, preferiblemente metil-a-D-glucopiranOsido tetraacetilado, tetrahelosa octaacetilada o sacarosa octaacetilada. 13. Metodo segun la reivindicacion 10 u 11, donde la reacciOn enzimatica es de desacilacion, el polifenol del paso a) es un derivado acetilado de hidroxitirosol, 15 3,4-dihidroxifenilglicol o alcohol protocateuico y la reacci6n se Ileva a cabo en presencia de un alcohol alifatico. 14. Meta& segun la reivindicacion 13, donde la reaccion enzimatica es de desacilaciOn, el polifenol del paso a) es hidroxitirosol triacetilado y la reaccion se 20 Ileva a cabo en presencia de metanol. 15. Metodo segOn la reivindicacion 13, donde la reacci6n enzimatica es de desacilaciOn de los hidroxilos aromaticos, el polifenol del paso a) es 3,4dihidroxifenilglicol tetraacilado y la reacciOn se Ileva a cabo en presencia de un 25 alcohol alifatico para producir la eterificacion en la posici6n bencilica. 16. Metodo segun la reivindicaciOn 13, donde la reacci6n enzimatica es de desacilacion, el polifenol del paso a) es alcohol protocatecuico peracilado y la reaccion se Ileva a cabo en presencia de un alcohol alifatico para producir la 30 eterificaciOn de la posiciOn bencilica. 17. Metodo segim la reivindicacion 10 u 11, donde la reaccion enzimatica es de acilacion, el polifenol del paso a) es hidroxitirosol, 3,4-dihidroxifenilglicol o alcohol protocateuico y la reacciOn se Ileva a cabo en presencia de un agente acilante y 35 opcionalmente de un co-disolvente. 18. Metodo segim la reivindicaciOn 17 donde el agente acilante es acetato de isopropilo o acetato de vinilo y/o el co-disolvente es DMF. ES 2 554 565 B2 50
19. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 10 o 12, donde la reacci6n enzimatica es de desacilaciOn, el carbohidrato del paso (a) es metil cc-Dg luco pi ra nOs ido tetracetilado, trehalosa octaacetilada o sacarosa octaacetilada y 5 la reaccian se Ileva a cabo en presencia de alcohol alifatico opcionalmente metanol deuterado a temperatura ambiente. ES 2 554 565 B2 51
ES 2 554 565 B2 52
ES 2 554 565 B2 53
ES 2 554 565 B2 54
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