Ponieważ zainteresowanie rolą, jaką wielonienasycone kwasy tłuszczowe (szczególnie wielonienasycone kwasy tłuszczowe omega-3 i omega-6) odgrywają w biologii człowieka, w ostatnich latach wzrosło zainteresowanie badaczami, którzy wykazują szeroki zakres atrakcyjnych korzyści, jakie wykazują ich metabolity. W szczególności dużym zainteresowaniem zwrócono się na metabolity epoksydowych kwasów tłuszczowych wytwarzane przez enzymy z klasy cytochromu P450. Na przykład wiele epoksydów PUFA, w tym kwasy epoksyeikozatrienowe (EET), kwasy epoksydokozapentaenowe (EDP) i kwasy epoksyeikozatetraenowe (EEQ), odgrywa kluczową rolę w regulacji ciśnienia krwi i stanu zapalnego1,2,3,4,5. Co ciekawe, wiadomo, że specyficzne enancjomery i regioizomery epoksydów AA i EPA mają różny wpływ na zwężenie naczyń krwionośnych6,7. Podczas gdy fizjologiczne działanie enancjomerów i regioizomerów EET i EEQ zostało udokumentowane, niewiele wiadomo na temat wpływu analogicznych kwasów epoksydokozapentaenowych (EDP) utworzonych z DHA. Powszechne stosowanie oleju rybnego8, który jest bogaty zarówno w EPA, jak i DHA, również wzbudziło zainteresowanie EDPs9. Uważa się, że korzyści płynące z tych suplementów wynikają częściowo z metabolitów DHA (16,17-EDP i 19,20-EDP są najliczniejsze), ponieważ poziomy EDP in vivo bardzo dobrze współgrają z ilością DHA w diecie10,11.
Badanie mechanizmów i celów tych epoksydowych kwasów tłuszczowych za pomocą metabolomiki, biologii chemicznej i innych metod okazało się wyzwaniem, częściowo dlatego, że istnieją one jako mieszaniny regio- i stereo-izomerów, a metoda uzyskania czystych ilości enancjomerów i regioizomerów jest wymagana. Konwencjonalne środki do chemicznej syntezy tych związków okazały się nieskuteczne. Stosowanie nadtlenokwasów, takich jak kwas meta-chloroperoksybenzoesowy, do epoksydacji ma wiele wad, w szczególności brak selektywności epoksydowej, co wymaga kosztownego i żmudnego oczyszczania poszczególnych regioizomerów i enancjomerów. Całkowita synteza metabolitów DHA i EPA jest możliwa, ale ma również wady, które sprawiają, że jest niepraktyczna w przypadku syntezy na dużą skalę, takich jak wysokie koszty i niskie plony12,13. Wydajna ogólna produkcja może być osiągnięta dzięki syntezie enzymatycznej, ponieważ reakcje enzymatyczne są regio- i stereoselektywne14. Badania pokazują, że enzymatyczna epoksydacja AA i EPA (z BM3) jest zarówno regioselektywna, jak i enancjoselektywna15,16,17,18, ale ta procedura nie została przetestowana z DHA ani na dużą skalę. Ogólnym celem naszej metody było zwiększenie skali i optymalizacja tej chemoenzymatycznej epoksydacji w celu szybkiego wytworzenia znacznych ilości czystych epoksydowych kwasów tłuszczowych jako ich indywidualnych enancjomerów. Korzystając z przedstawionej tu metody, naukowcy mają dostęp do prostej i opłacalnej strategii syntezy EDP i innych metabolitów epoksydowych PUFA.