Estudo da imobilização da lacase em nanopartículas magnéticas e sua aplicação

• Autor(a) principal: Fernandes, Ana Raquel Almeida
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/14891
• topic: Biotecnologia industrial; Lacase - Imobilização; Enzimas imobilizadas; Biocatálise

A lacase é uma enzima pertencente à família das multicopper blue oxidases, sendo responsável por catalisar a oxidação ou a redução de vários compostos. O potencial catalítico da lacase é amplamente conhecido, o que promove a investigação com vista à sua aplicação industrial. No entanto, para que a aplicação de uma enzima a larga escala seja viável, é necessário o estudo e a otimização de sistemas de imobilização. Embora existam atualmente diversos materiais que são usados como suportes de imobilização, o recente desenvolvimento da nanotecnologia possibilitou o aparecimento de novos materiais, nomeadamente as nanopartículas magnéticas (MNPs). A sua elevada área superficial, que permite uma elevada taxa de transferência de massa, combinada com a sua fácil remoção dos meios reacionais, torna as MNPs promissores suportes de imobilização. Desta forma, foi estudada a imobilização da lacase em MNPs com vista à remoção de corantes. A primeira parte do trabalho envolveu a preparação das MNPs e a sua posterior caraterização, recorrendo a diversas técnicas analíticas. O sucesso da síntese das MNPs foi avaliado através de análise elementar e de FTIR. As imagens de TEM mostraram a forma esférica das MNPs com cerca de 50 nm de diâmetro e o seu revestimento com sílica. A área superficial específica foi analisada através de adsorção de azoto BET. Por fim, a análise de potencial zeta determinou a carga superficial negativa das MNPs e demonstrou a sua elevada estabilidade coloidal. A segunda parte do trabalho envolveu a otimização das condições de imobilização da lacase nas MNPs, nomeadamente a concentração de iões cobre e o pH, e a consequente avaliação da estabilidade do sistema catalítico. Nas condições ótimas, isto é, 1 mole de iões cobre por cada mole de EDTATMS funcionalizado na superfície das MNPs e pH 3,5, a lacase imobilizada apresentou uma atividade recuperada de 97,4±0,6%. Na avaliação da estabilidade da lacase livre e imobilizada, foram estudadas as estabilidades térmica, operacional e de armazenamento. No caso da estabilidade térmica a 40°C, verificou-se um aumento da atividade recuperada com a imobilização. Em relação à estabilidade operacional, demonstrou-se que, após 10 ciclos reativos consecutivos, a lacase imobilizada apresentava ainda 46,3±2,4% de atividade. Quanto ao armazenamento, a lacase em ambas as formas apresentou reduzida estabilidade. A última parte do trabalho envolveu a aplicação do sistema mediador de lacase (LMS) na remoção de corantes, nomeadamente o Vermelho do Congo (VC) e o Índigo de Carmim (IC), utilizando o metilseringato (MS) como mediador. Relativamente à degradação do IC, foi obtida uma remoção de 43,8±1,1% utilizando 0,500 mM de MS. Por sua vez, a degradação do VC não foi possível de quantificar, uma vez que a ocorrência de reações secundárias entre o produto de oxidação do VC e o mediador mascararam a absorvância medida. Em suma, os resultados obtidos permitem concluir que a aplicação industrial da lacase imobilizada nas MNPs preparadas apresenta um potencial inegável. Contudo, é ainda necessário que sejam ultrapassadas algumas das limitações detetadas no sistema de imobilização.