À medida que a humanidade se prepara para avançar em direção a um futuro sustentável, a produção de produtos químicos orgânicos de base e de especialidades, de medicamentos e de outras pequenas moléculas de interesse irá gradualmente incorporar mais processos bioquímicos. Alguns destes produtos podem ser obtidos diretamente a partir de organismos artificiais, enquanto outros podem ser gerados ex vivo – quer através de processos puramente enzimáticos, quer através da interface entre a química biológica e a síntese orgânica.

O aproveitamento da eficiência, seletividade e diversidade das reações enzimáticas existentes na natureza é fundamental para atingir o objetivo de uma economia de base biológica de pleno direito. Algumas enzimas podem levar a cabo reações exigentes que têm pouco ou nenhum equivalente na química sintética. Em particular, a capacidade de certas enzimas para atuar seletivamente em centros de carbono não ativados tem atraído muita atenção, uma vez que podem ser utilizadas para funcionalizar posições tipicamente intratáveis com elevada precisão. Um grupo particular de bactérias – as cianobactérias – tende a incorporar nos seus produtos naturais moléculas derivadas de ácidos gordos saturados. Em muitas destas estruturas, encontramos modificações e decorações que só podem ser explicadas pela ação de enzimas regio- e estereoseletivas, muitas delas atuando em centros de carbono não ativados. É esta riqueza de biocatalisadores modificadores de cadeias alquílicas que pretendemos revelar com esta proposta. Utilizaremos vários motivos estruturais invulgares de moléculas de acilo em produtos naturais de cianobactérias como pontos de partida para a descoberta de enzimas. Estes incluirão enzimas ativadoras de ligações C-H, bem como as que atuam nas ligações C-C. Traremos à luz um arsenal de biocatalisadores que podem ser utilizados para funcionalizar ou modificar seletivamente uma variedade de posições de cadeias alquílicas que, de outra forma, seriam inacessíveis à síntese química convencional. O projeto GreasedLightning combina a descoberta e a investigação orientada por hipóteses na interface química/biossíntese, com base na experiência do investigador principal na (bio)química de metabolitos lipídicos de cianobactérias.