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Biosíntesis de Productos Naturales


La investigación en nuestro laboratorio está enfocada en el aprovechamiento de vías metabólicas para producir moléculas complejas y sus análogos. Los dos problemas claves que queremos solucionar son 1) incrementar la diversidad química accesible através de biosíntesis y 2) generear métodos eficientes y escalables para producir productos naturales y sus análogos. Los proyectos individuales activos actualmente en el laboratorio son descritos a continuación.


Caracterización de rutas biosintéticas

Utilizamos vías bioquímicas para caracterizar pasos clave en las rutas biosintéticas de policetidios. Algunas de las rutas que estamos estudiando actualmente incluyen la biosíntesis de deoxieitronólido, zearealenona, radicicol, ácido gefirónico y bacilina.

Síntesis Quimoenzimática

La combinación de química sintética y enzimática es un método poderoso para el desarrollo de síntesis eficientes. Nosotros utilizamos catalizadores provenientes de la biosíntesis de policetidios para llevar a cabo síntesis quimioenzimática rápida de compuestos químicos especiales y finos así como productos naturales.

Sínteis Biomimética

Utilizamos sítensis quimioenzimática para probar hipótesis biosintéticas asi como para el desarrollo de nuevos enfoques para accesar a grupos funcionales biosintéticamente inaccesibles. Algunos de los objetivos que hemos trabajado incluyen al compuesto bicíclico [4.3.0] del ácido espiculóico A, así como el dihidropirano y tetrahidropirano contenidos en laulimálido y neopeltólido.

Descubrimiento de nuevas rutas biosintéticas

Guiados por nuestro programa de ecología microbiana y utilizando lo último en herramientas de secuenciación, secuenciamos genomas completos al igual que ADN ambiental para descubrir nuevas rutas biosintéticas.

Bioinformática

Hemos desarrollado un componente bioinformático fuerte, el cual es esencial para maximizar nuestra habilidad de buscar datos sobre secuencias genéticas que den información sobre biosíntesis de metabilitos secundarios.

www.clustermine360.ca

Expresión Heteróloga

La habilidad de expresar rutas metabólicas secundarias en organismos heterólogos es esencial para caracterizar nuevas vías biosintéticas asi como descubrir los productos de grupos de genes silenciosos y de grupos de genes obtenidos de ADN ambiental. Hemos desarrollado un número de herramientas de expresión heteróloga en diversos organismos incluyendo E. coli y la bacteria depredadora Myxococcus xanthus.

 Ingeniería Metabólica

 Para producir cantidades considerables de productos naturales y sus análogos, hemos desarrollado un núcleo fuerte en ingeniería genética y metabólica para producir cepas de E. coli capaces de sobreproducir los productos naturales deseados y sus análogos. Este trabajo ha desarrollado cepas capaces de producir niveles industrialmente relevantes de ácido siálico, asi como análgos tales como ácidos N-acilsiálicos y ácido pseudamínico.

Aplicación de nuestras herramientas para el descubrimiento de nuevos medicamentos

El laboratorio mantiene un fuerte número de habilidades en química medicinal. Esto nos permite usar la diversidad química que hemos generado para desarrollar moléculas pequeñas que modulen funciones biológicas. Actualmente tenemos un proyecto excitante en el que desarrollamos moleculas pequeñas que puedan mejorar la producción de vacunas virales basadas en cultivos celulares.