Fotoregeneración del cofactor NADH inducida por irradiación visible del armazón metalorgánico NH2-MIL-125

MARIA SANDRA CHURIO; AGUIRRE, MATÍAS E.; ISLA NAVEIRA, ROCIO

Mar del Plata

Jornada; Jornadas INVESTIGAR UNMDP 2018; 2018

Universidad Nacional de Mar del Plata

La catálisis enzimática es una interesante estrategia para llevar a cabo reacciones químicas con bajo costo energético y alta especificidad. Sin embargo, debido a la inestabilidad y el alto costo económico de las enzimas, su aplicación práctica requiere el desarrollo de métodos efectivos de inmovilización. Por otro lado, la enzimas comunmente requieren el uso de cofactores para su operación que en condiciones de laboratorio actúan como donores (de electrones, grupos funcionales, etc.) de sacrificio, los cuales frecuentemente presentan un elevado costo económico sumando una limitación adicional a la aplicación a gran escala de la catalisis enzimática. Por esta razón resulta interesante diseñar sistemas que posibiliten su regeneración. Como parte de nuestros esfuerzos continuos en esta línea de investigación, estamos comenzando a utilizar armazones metalorgánicos (MOFs) para desarrollar sistemas híbridos acoplados con partículas magnéticas que permitan la inmovilización y el reciclaje de la enzima formiato deshidrogenasa para mediar la reducción del dióxido de carbono utilizando la forma reducida de la nicotinamida adenina dinucleótido (NADH) como cofactor. Los MOFs son una clase de materiales híbridos compuestos por centros inorgánicos (iones metálicos o grupos de óxidos metálicos) coordinados por moléculas orgánicas, [1] que presentan múltiple propiedades. Estos materiales son muy interesantes debido a su alta área superficial y particularmente, debido a sus propiedades como semiconductor, que pueden ser explotadas para el desarrollo de fotobiocatalizadores para activar la enzima directamente o para regenerar el cofactor, es decir, el NADH. Cabe destacar que los informes bibliográficos sobre la regeneración de NADH a menudo involucran la fotoexcitación de complejos metálicos raros y costosos como el rutenio, las nanopartículas plasmónicas de Pt o semiconductores de naturaleza tóxica como CdS. [2]En esta presentación, reportamos el uso del NH2-MIL-125 como una especie fotoactiva para mediar la regeneración del NADH inducida por irradiación visible desde su forma oxidada (NAD+). El NH2-MIL-125 es un armazón metalorgánico basado en oxoclusters de titanio y ácido aminotereftálico como ligando, con buena biocompatibilidad, fuerte respuesta de absorción en la región visible (onset ≈ 550 nm) y eficiente separación de carga. [3] La regeneración del NADH se realizó mediante irradiación visible en condiciones anaeróbicas de suspensiones anaeróbicas de NH2-MIL-125 en presencia de NAD+ y trietamolamina como donor de sacrificio. La evolución del NADH se evaluó por espectroscopia UV-Visible monitoreando la absorbancia a 340 nm y por espectroscopia de emisión. La sintesis y caracterización del material fotocatalítico, asi también como el mecanismo de fotoregeneración, son discutidos en detalle.