Um sistema biomimético nanoestruturado para a hidrólise enzimática de Xiloglucano (2019)
- Authors:
- Autor USP: SOARES, JÉSSICA DE MOURA - FMRP
- Unidade: FMRP
- Sigla do Departamento: RBI
- Subjects: NANOTECNOLOGIA; SACARIFICAÇÃO; BIOCOMBUSTÍVEIS; POLISSACARÍDEOS
- Keywords: Biomimética molecular; Imobilização multi-enzimática; Molecular biomimetics; Multi-enzymatic immobilization; Nanoparticles; Nanopartículas; Saccharification; Xiloglucanases; Xyloglucanases
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Os materiais lignocelulósicos são subprodutos agroindustriais muito abundantes que constituem uma fonte de carbono renovável que pode ser empregada na produção de biocombustíveis, como o etanol de segunda geração. O xiloglucano é uma hemicelulose e um dos polissacarídeos mais abundantes nestes materiais e pode ser totalmente hidrolisado pela ação conjunta de, pelo menos, quatro diferentes enzimas. A abordagem de imobilização de proteínas em nanomateriais oferece a possibilidade de co-localizar diferentes atividades enzimáticas em estruturas desenhadas com objetivo de mimetizar reações biológicas, e até mesmo vias metabólicas inteiras. Além disso, o emprego de nanomateriais na imobilização de enzimas pode incrementar o efeito sinérgico devido à proximidade entre os centros catalíticos. Neste trabalho, realizou-se o estudo da imobilização de quatro enzimas ativas na despolimerização do xiloglucano para o desenvolvimento de nanoestruturas biomiméticas, sendo os principais objetivos: a expressão das enzimas endo-?-1,4- glucanase, específica de xiloglucano, ?-galactosidase, ?-xilosidase e ?-glucosidase, e sua imobilização em nanopartículas magnéticas e consequente caracterização da atividade dessas nanoestruturas sobre o xiloglucano. As enzimas expressas de forma heteróloga foram imobilizadas covalentemente, individualmente e em conjunto, em nanopartículas ferromagnéticas, as quais foram obtidas a partir de óxido de ferro (Fe3O4), revestidas com quitosana e reticuladas comglutaraldeído. As nanostruturas híbridas foram então testadas quanto a sua capacidade catalítica contra substratos sintéticos e xiloglucano extraído de sementes de jatobá (Hymenaea courbaril). A caracterização enzimática demonstrou diferenças para pH e temperatura ótimos determinados entre enzimas livre e imobilizadas. A enzima ?- xilosidase YicI imobilizada teve sua temperatura ótima aumentada em dez graus em relação à enzima livre. No entanto, atividade específica foi reduzida em todas as enzimas após a imobilização. A eficiência de ligação às partículas variou de 5 a 92% entre as enzimas. A enzima ?-galactosidase Bga1 demonstrou a melhor eficiência de imobilização e também a maior capacidade de reuso, chegando a manter cerca de 50% da atividade após dez ciclos. Ainda, foram realizados ensaios com diferentes proporções enzimáticas para otimização da hidrólise do xiloglucano pelos nanossistemas contendo as quatro enzimas. A capacidade de hidrólise do xiloglucano pelos nanossistemas foi determinada pela mensuração de glicose liberada após as reações e por espectrometria de massas dos produtos das reações. Todas as enzimas continuaram ativas após a co-imobilização no nanomaterial. Os resultados de espectrometria de massas indicaram a presença dos monossacarídeos xilose e glicose/galactose, nos produtos de hidrolise de xiloglucano, evidenciando a atividade de despolimerização das nanoestruturas híbridas contendo as quatro enzimas
- Imprenta:
- Publisher place: Ribeirão Preto
- Date published: 2019
- Data da defesa: 07.11.2019
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ABNT
SOARES, Jéssica de Moura. Um sistema biomimético nanoestruturado para a hidrólise enzimática de Xiloglucano. 2019. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2019. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17131/tde-12022020-174409/. Acesso em: 05 ago. 2024. -
APA
Soares, J. de M. (2019). Um sistema biomimético nanoestruturado para a hidrólise enzimática de Xiloglucano (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17131/tde-12022020-174409/ -
NLM
Soares J de M. Um sistema biomimético nanoestruturado para a hidrólise enzimática de Xiloglucano [Internet]. 2019 ;[citado 2024 ago. 05 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17131/tde-12022020-174409/ -
Vancouver
Soares J de M. Um sistema biomimético nanoestruturado para a hidrólise enzimática de Xiloglucano [Internet]. 2019 ;[citado 2024 ago. 05 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17131/tde-12022020-174409/
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