Encapsulamiento de beta-galactosidasa en matrices de silicato.

MARTHA INES BURGOS; MARÍA VERÓNICA NOLAN; MARÍA ANGÉLICA PERILLO

Carlos paz

Congreso; NanoCórdoba; 2012

Universidad Nacional de Córdoba

El encapsulamiento de enzimas en matrices de silicato resulta de interés tanto para aplicaciones tecnológicas como para simular nanoambientes intracelulares. Para la síntesis de las matrices resulta efectiva la reacción sol-gel a partir del precursor tetraetilortosilano (TEOS). TEOS se hidroliza en presencia de agua produciendo tetraortosilanol y etanol como producto secundario. Luego, ocurre la reacción de condensación en la que se forma la matriz tridimensional de tetraortosilicato, que es acelerada por neutralización del pH con un buffer apropiado, el cual puede contener moléculas de enzima que resultarán atrapadas en la red del silicato. Uno de los inconvenientes de este procedimiento es que las condiciones de la reacción de hidrólisis (pH extremo y altos porcentajes de etanol) producen la inactivación de proteínas. En el presente trabajo, modificando la relación molar H2O/TEOS, se logró encapsular la enzima beta-galactosidasa en condiciones que preservan su actividad enzimática. Se monitoreó el porcentaje de etanol producido en los geles de silicato por medio de espectroscopia de absorción empleando la sonda solvatocrómica merocianina. Se observó que, a los 15 minutos de formado el gel, el porcentaje de etanol es menor a 7% y 1h después disminuye hasta 0%. Después de 4 días de encapsulada, beta-galactosidasa conserva un gran porcentaje de su capacidad de hidrolizar orto-nitrophenilgalactopiranósido (ONPG). A los 30 minutos de iniciada la reacción, el 32% del sustrato inicial fue hidrolizado por -galactosidasa encapsulada contra el 50% observado en el caso de la enzima soluble. A su vez, se compararon las medidas de actividad a diferentes tiempos de añejamiento de la enzima en el gel y se observó que, a los 7 días de haber sido encapsulada, beta-galactosidasa hidrolizaba ONPG a valores comparables con los medidos a los 4 días. Las medidas de actividad en todos los casos se realizaron por espectroscopia de absorción del producto formado en un equipo que lee los valores de muestras en placas multipocillo. Esto previno problemas de difusión del producto desde el gel evidenciados con anterioridad, permitiendo así obtener valores de actividad más cercanos a los intrínsecos de la enzima encapsulada. Finalmente, el análisis de adsorción dinámica de vapor de agua (DVS) permitió obtener información de la estructura porosa de los geles de silicato y del solvente adsorbido, correlacionables con cambios en la actividad de la enzima encapsulada.