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Modification of peptide nanostructures with potential application in biofuel cell

Grant number: 11/02346-6
Support Opportunities:Scholarships in Brazil - Doctorate (Direct)
Start date: January 01, 2012
End date: August 31, 2014
Field of knowledge:Physical Sciences and Mathematics - Chemistry - Physical-Chemistry
Principal Investigator:Wendel Andrade Alves
Grantee:Camila Pinheiro Sousa
Host Institution: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Santo André , SP, Brazil

Abstract

Biocélulas a Combustível (BCs) são dispositivos eletroquímicos que convertem energia química em energia elétrica na presença de biocatalizadores. Esse tipo de sistema é capaz de produzir correntes e potenciais para aplicação na faixa de micro e miniescala, podendo ter diversas aplicações, como em implantes de pequenos dispositivos para estimulação elétrica controlada do sistema nervoso, na substituição da bateria de "lithium-iodine" utilizada em marca-passo, como dispositivos descartáveis, como fontes de energia para microsensores, entre outros. No caso de BCs enzimáticas, existem algumas limitações, tais como alto controle do pH do meio, desnaturação das proteínas em determinados meios, dificuldades de imobilização da biomolécula, entre outras. As nanoestruturas obtidas a partir de biomoléculas são bastante atrativas devido a sua biocompatibilidade, habilidade para reconhecimento molecular e facilidade para modificação química, fatores necessários para diversas aplicações de interesse. A montagem controlada de componentes selecionados em espécies supramoleculares permitirá a preparação de dispositivos de tamanho nanométrico com propriedades eletrônica, química e física, bastante sofisticadas. O presente projeto de pesquisa tem por objetivo a preparação e caracterização de novos biomateriais peptídicos a partir de reações de auto-organização e a funcionalização com o ácido 1-pirenobutírico, a fim de possibilitar a imobilização de enzimas multinucleares de cobre(II), tais como: billirrubina oxidases e lacases. Além disso, o desenvolvimento de sistemas biomiméticos, com intuito de substituir as enzimas naturais por sistemas sintéticos, tem se tornado uma realidade no estado da arte em BCs. Assim, este trabalho também tem como objetivo sintetizar um novo material que mimetiza enzimas peroxidases e citocromo C oxidases que podem ser utilizados em cátodos de BCs. (AU)

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Scientific publications
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SOUSA, CAMILA P.; COUTINHO-NETO, MAURICIO D.; LIBERATO, MICHELLE S.; KUBOTA, LAURO T.; ALVES, WENDEL A.. Self-Assembly of Peptide Nanostructures onto an Electrode Surface for Nonenzymatic Oxygen Sensing. Journal of Physical Chemistry C, v. 119, n. 2, p. 1038-1046, . (08/57805-2, 11/02346-6, 13/12997-0)
KOGIKOSKI, JR., S.; SOUSA, C. P.; LIBERATO, M. S.; ANDRADE-FILHO, T.; PRIETO, T.; FERREIRA, F. F.; ROCHA, A. R.; GUHA, S.; ALVES, W. A.. Multifunctional biosensors based on peptide-polyelectrolyte conjugates. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 18, n. 4, p. 3223-3233, . (11/02346-6, 12/15481-1, 13/12997-0, 12/01933-8, 08/57805-2, 11/11973-4)