Esplorazione del Potenziale delle Ossidoreduttasi Flavoproteine nella Biosintesi dei Prodotti Naturali

This thesis focuses on understanding the catalytic roles played by flavoenzymes from both eukaryotic and prokaryotic organisms in the biosynthesis of natural products. These enzymes carry out a broad spectrum of oxygen-dependent redox reactions, contributing to the formation of structurally diverse and complex natural compounds. The research first explores the functional diversity of berberine bridge enzyme-like oxidases in constructing intricate pharmacophores. Subsequently, the structural and biochemical characteristics of three flavin-dependent oxidases and one monooxygenase involved in natural product formation are investigated. These analyses shed light on the enzymatic mechanisms and interactions critical to secondary metabolite production. The outcomes of this work hold promise for advancing inhibitor development, expanding biocatalytic strategies, and supporting chemoenzymatic methods for synthesizing complex chemical scaffolds.

Questa tesi si propone di approfondire i ruoli catalitici svolti dai flavoenzimi, provenienti sia da organismi eucariotici che procariotici, nella biosintesi di prodotti naturali. Tali enzimi catalizzano un ampio spettro di reazioni redox dipendenti dall’ossigeno, contribuendo alla formazione di composti naturali complessi e strutturalmente diversificati. La prima parte del lavoro è dedicata all’esplorazione della diversità funzionale delle ossidasi simili all’enzima “berberine bridge” nella costruzione di farmacofori intricati. In seguito, vengono analizzate le caratteristiche strutturali e biochimiche di tre ossidasi flavina-dipendenti e di una monoossigenasi coinvolte nella formazione di prodotti naturali. Queste analisi forniscono nuove informazioni sui meccanismi enzimatici e sulle interazioni molecolari fondamentali per la produzione di metaboliti secondari. I risultati ottenuti aprono prospettive interessanti per lo sviluppo di inibitori, l’ampliamento delle strategie biocatalitiche e il perfezionamento di approcci chemoenzimatici per la sintesi di strutture chimiche complesse.