BECAS
KRAMER Gustavo Raul
congresos y reuniones científicas
Título:
Lacasas inmovilizadas en óxido de aluminio nanoporoso para su aplicación biotecnológic
Autor/es:
G. R. KRAMER; F. A. BRUERA; J. E. VELAZQUEZ; M. A. SADAÑOSKI; P. D. ZAPATA; A. E. ARES
Lugar:
Posadas
Reunión:
Simposio; SAPROBIO 2021 6º Simposio Argentino de Procesos Biotecnológicos: transfiriendo biotecnología para el desarrollo; 2021
Institución organizadora:
Instituto de Biotecnología Misiones
Resumen:
Los bioprocesos basados en reacciones de catálisis heterogénea enzimática requieren de una inmovilización efectiva de las enzimas intervinientes en un soporte sólido. La inmovilización enzimática tiene como finalidad la maximización de los ciclos de utilización del biocatalizador, el aumento de la eficiencia de contacto enzima/sustrato, el mejoramiento de la recuperación del biocatalizador y la disminución de los costos involucrados en el proceso. La inmovilización de enzimas en soportes sólidos combina la alta selectividad de las reacciones enzimáticas con las propiedades mecánicas del soporte. Entre los diversos soportes desarrollados, el óxido de aluminio anódico (OAA) es un nanomaterial auto-organizado, conformado por conjuntos hexagonales de poros estrechamente empaquetados, con propiedades estructurales ajustables en función de las condiciones de síntesis anódica. Las enzimas lacasas (bencenodiol oxidorreductasa de oxígeno) son polifenol oxidasas que catalizan la oxidación de compuestos fenólicos y aminas aromáticas, ampliamente utilizadas en procesos como biopulpado, eliminación de colorantes textiles, biodetección y eliminación de compuestos fenólicos, tratamiento de efluentes industriales y eliminación de micro contaminantes. Estas enzimas pueden obtenerse a través del cultivo del hongo Phlebia brevispora BAFC 633, una cepa autóctona de la Provincia de Misiones. En este sentido, es posible combinar estos catalizadores biológicos con materiales nanotecnológicos como el OAA, a través de la inmovilización física, para lograr un biocatalizador mejorado que optimice los bioprocesos actuales y permita el desarrollo de nuevas aplicaciones en el campo de la biodetección y tratamiento de efluentes. El objetivo de este trabajo es inmovilizar enzimas lacasas por adsorción física sobre recubrimientos de OAA nanoporosos y evaluar el rendimiento y reutilización del catalizador. Para ello, se sintetizaron recubrimientos de OAA por duplicado, mediante un paso de anodización de 1 h, empleando ácido oxálico como electrolito a diferentes concentraciones y temperaturas y variando el voltaje de anodización. Las enzimas lacasas obtenidas del sobrenadante de cultivo de P. brevispora BAFC 633 se inmovilizaron sobre el soporte de OAA, a través de la inmersión del soporte en una solución compuesta por 2,5 ml de extracto enzimático y 5 ml de buffer. Para evaluar las mejores condiciones de inmovilización se variaron el tiempo de inmovilización en 1, 2 y 3 h, y el pH del buffer, empleando acetado de sodio pH 3,6 y 5 y fosfato de sodio pH 6,2. Además, se evaluó el efecto de la morfología del óxido sobre el rendimiento de inmovilización de lacasa y los ciclos de utilización. Se demostró que las mejores condiciones de inmovilización por adsorción física se observaron a pH 3,6 y 5, siendo poco significativo la variación del tiempo de inmovilización. Además, se comprobó que la morfología del óxido no afecta el rendimiento de inmovilización obteniéndose actividades en el orden de 2.990 U/cm2. Por último, se evaluaron 3 ciclos de reutilización para la muestra anodizada en ácido oxálico 0,9 M a 20 °C y 40V, observándose pérdidas en la actividad enzimática entre el 10 y 20 % por ciclo.