Imobilização de β-Galactosidases em membranas de óxido de grafeno
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRJ |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/11422/14023 |
Resumo: | The use of enzymes as catalysts requires recovery and reuse to make the process viable. Enzymatic immobilization changes enzyme stability, activity and specificity. There is no single method or support applicable to all enzymes and their various applications. It is very important to explore new substrates for immobilization with appropriate composition and structure in order to improve the efficiency of the immobilized enzymes. In this work, the use of graphene oxide membranes produced by chemical route (GO) and electrochemistry (EG) for immobilization of β-Galactosidases was investigated. For the membrane’s characterization, the techniques of atomic force microscopy, Raman spectroscopy, X-ray excitation and X-ray diffraction spectroscopy were used. The electrochemical technique of cyclic voltammetry was used to monitor the reaction of conversion of lactose to glucose as well as to evaluate the influence of the use of plasma treatment on the membranes. The AFM images showed that the EG membranes had better immobilization of the enzymes on the surface. This membrane was treated with different plasmas to obtain improved substrates, however, the argon plasma was destructive and the plasma jet contributed to the reduction of the defects of the graphene sheets, interfering in the interaction between the same and the active center of the enzymes, making it difficult to evaluate the activity by cyclic voltammetry. Finally, the unmodified EG membrane was the best substrate for immobilization. |
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Imobilização de β-Galactosidases em membranas de óxido de grafenoImmobilization of β-galactosidases on grafene oxide membranesGrafenoNanotecnologiaΒ-GalactosidaseCNPQ::ENGENHARIASThe use of enzymes as catalysts requires recovery and reuse to make the process viable. Enzymatic immobilization changes enzyme stability, activity and specificity. There is no single method or support applicable to all enzymes and their various applications. It is very important to explore new substrates for immobilization with appropriate composition and structure in order to improve the efficiency of the immobilized enzymes. In this work, the use of graphene oxide membranes produced by chemical route (GO) and electrochemistry (EG) for immobilization of β-Galactosidases was investigated. For the membrane’s characterization, the techniques of atomic force microscopy, Raman spectroscopy, X-ray excitation and X-ray diffraction spectroscopy were used. The electrochemical technique of cyclic voltammetry was used to monitor the reaction of conversion of lactose to glucose as well as to evaluate the influence of the use of plasma treatment on the membranes. The AFM images showed that the EG membranes had better immobilization of the enzymes on the surface. This membrane was treated with different plasmas to obtain improved substrates, however, the argon plasma was destructive and the plasma jet contributed to the reduction of the defects of the graphene sheets, interfering in the interaction between the same and the active center of the enzymes, making it difficult to evaluate the activity by cyclic voltammetry. Finally, the unmodified EG membrane was the best substrate for immobilization.A utilização de enzimas como catalizadores requer a recuperação e reutilização para tornar o processo viável. A imobilização enzimática altera a estabilidade, atividade e especificidade enzimática. Não existe um método ou suporte único aplicável a todas as enzimas e suas várias aplicações. É de suma importância explorar novos substratos para imobilização com composição e estrutura apropriadas de forma a melhorar a eficiência das enzimas imobilizadas. Neste trabalho, a utilização de membranas de óxido de grafeno produzidas por rota química (GO) e eletroquímica (EG) para imobilização de βGalactosidases foi investigada. Para caracterização das membranas, foram utilizadas as técnicas de microscopia de força atômica, espectroscopia Raman, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X e difração de raios-x. A técnica eletroquímica de voltametria cíclica foi utilizada para acompanhamento da reação de conversão da lactose em glicose assim como para avaliar a influência da utilização de tratamento por plasma nas membranas. As imagens de AFM mostraram que as membranas de EG tiveram uma melhor imobilização das enzimas na superfície. Então essa membrana foi tratada com diferentes plasmas para obtenção de suportes melhorados, porém, o plasma de argônio foi destrutivo e o jato de plasma contribuiu para a diminuição dos defeitos das folhas de grafeno, interferindo na interação entre o mesmo e o centro ativo das enzimas, dificultando avaliação da atividade por voltametria cíclica. Por fim, a membrana de EG sem modificação foi o melhor substrato para imobilização.Universidade Federal do Rio de JaneiroBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia da NanotecnologiaUFRJSimão, Renata Antounhttp://lattes.cnpq.br/7450433597868881http://lattes.cnpq.br/7813486462718922Araújo, Joyce Rodrigueshttp://lattes.cnpq.br/8715885877497181Balbino, Tiago AlbertiniNeves, Rodrigo de SantisLuzardo, Jéssica Menezes de Mélo2021-04-05T01:32:02Z2023-12-21T03:07:35Z2019-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/11422/14023porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJ2023-12-21T03:07:35Zoai:pantheon.ufrj.br:11422/14023Repositório InstitucionalPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestpantheon@sibi.ufrj.bropendoar:2023-12-21T03:07:35Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false |
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