Diseño de superficies bio-funcionales para la detección de D-aminoácidos

ELISA HERRERA; CARLA E. GIACOMELLI

Rosario

Congreso; XVII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2013

AAIFQ

Introducción. En el diseño de superficies bio-funcionales, se pretende imitar la alta especificidad y selectividad de los sistemas biológicos para reconocer estructuras particulares a nivel molecular. Los ejemplos naturales del proceso de bio-reconocimiento comprenden diversos sistemas (enzima-sustrato, antígeno-anticuerpo, cadenas simples de ADN), alguno de los cuales se aplica en el diseño de sistemas superficiales (biosensores, inmunosensores y biochips) [1-2]. Probablemente, las enzimas sean las biomoléculas más utilizadas para desarrollar superficies bio-funcionales ya que no sólo reconocen a un determinado analito con alta afinidad y especificidad sino que también permiten detectar el evento de bio-reconocimiento superficial con una variedad de técnicas. Objetivos. Comparar la capacidad de bio-reconocimiento de superficies preparadas a partir de la adsorción física y de la interacción de bio-afinidad entre la enzima D-aminoácido oxidasa de levadura marcada con histidina (RgDAAO-His6) y sustratos sólidos modificados con sitios Ni(II). Resultados y Discusión. Se obtuvieron resultados con la RgDAAO-His6 utilizando las dos estrategias para bio-funcionalizar sustratos de oro y sílica, con especial énfasis en la interacción proteína-sustrato sólido y en las consecuencias de esa interacción sobre la actividad biológica superficial de las enzimas. El proceso de adsorción que da lugar a las dos estrategias de bio-funcionalizació así como el proceso de desorción, se estudió por reflectometría mientras que la actividad biológica superficial, se evaluó por amperometría. Si bien la adsorción física ocurre en todas las condiciones, genera cambios conformacionales (particularmente a bajo grado de cubrimiento) y enzimas con orientación al azar con una disminuida capacidad de bio-reconocimiento. Por otra parte, la bio-funcionalización a partir de la reacción de bio-afinidad permite inducir una orientación adecuada y mantener la actividad biológica de RgDAAO-His6 sobre el sustrato sólido. Además, la eficiencia catalítica de esta superficie bio-funcional es mucho mayor que para la enzima en solución. Conclusión. La estrategia de bio-funcionalización basada en la interacción histidina-Ni(II) representa un diseño simple, de bajo costo y sumamente versátil que puede ser utilizado con distintos sustratos sólidos en sistemas convencionales y miniaturizados.