Bioengenharia de metaloproteínas bifuncionais aplicadas na produção de produtos de valor agregado

• Processo: 23/01529-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Acordo de Cooperação: CNPq
• Pesquisador responsável: Frank Nelson Crespilho
• Beneficiário: Frank Nelson Crespilho
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Carlos
• Vinculado ao auxílio: 22/09164-5 - Compreendendo os mecanismos de transferência de carga em sistemas biológicos e biomiméticos usando técnicas in-situ e operando: desde a ciência fundamental à aplicação na área energética, AP.R
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/14690-3 - Bioprodução de Hidrogênio Utilizando Proteínas Artificiais Apo-reconstituídas com Porfirina de Níquel, BP.IC; 23/10667-4 - Bioengenharia de Metaloproteínas Bifuncionais Aplicadas na Produção de Produtos de Valor Agregado, BP.JD
• Assunto(s): Bioeletroquímica Enzimas Sistemas biomiméticos Metaloproteínas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioeletrocatálise | enzimas | Mecanismos de Transferência de Carga | metaloproteínas bifuncionais | Produtos com Valores Agregados | sistemas biomiméticos | Bioeletroquímica

Resumo

A produção de produtos de valor agregado a partir de enzimas ou proteínas redox encontradas na natureza é limitada. Essa limitação pode ser superada em laboratório pela modificação de enzimas nativas, ou, pela obtenção de proteínas artificiais apo-reconstituídas. Neste projeto, pretende-se contribuir com a pesquisa de fronteira na área de bioengenharia de metaloproteínas e obtenção de novas estruturas apo-reconstituídas. Pretende-se, assim, modificar a estrutura de proteínas com centros metálicos para produzir eletroquimicamente moléculas orgânicas de valor agregado a partir da eletro-redução de CO2 (ERCO2). Uma vez que o sítio ativo da proteína redox será modulado, a reação de bioeletroredução da molécula de H2O (BRH2O) para produção de hidrogênio molecular (H2) também será investigada; serão obtidas metaloproteínas bifuncionais. Com a realização desse projeto, haverá a prospecção da transferência dos métodos a serem desenvolvidos para o setor tecnológico. Além disso, o trabalho a ser desenvolvido no ambiente do Instituto de Química de São Carlos (IQSC-USP), contribuirá tanto para o fortalecimento da pesquisa do grupo de Bioeletroquímica & Interfaces quanto no know-how da pesquisa de proteínas apo-reconstituídas com foco na produção de produtos de valor agregado. (AU)

Publicações científicas

(10)

(As publicações científicas contidas nesta página são originárias da Web of Science ou da SciELO, cujos autores mencionaram números dos processos FAPESP concedidos a Pesquisadores Responsáveis e Beneficiários, sejam ou não autores das publicações. Sua coleta é automática e realizada diretamente naquelas bases bibliométricas)

DE ALBUQUERQUE, FHYSMELIA FIRMINO; IOST, RODRIGO MICHELIN; CRESPILHO, FRANK NELSON. Comparative Roles of Hydrogels, Deep Eutectic Solvents, and Ionic Liquids in Enzyme-Based Biosensors, Bioelectronics and Biomimetics Devices. ACS MEASUREMENT SCIENCE AU, v. 5, n. 4, p. 19-pg., 2025-07-15. (23/13288-4, 23/17020-6, 23/10667-4, 18/22214-6, 19/15333-1, 19/12053-8, 23/01529-7, 18/22214-6, 22/09164-5, 20/03681-2)

FARIA, LUANA C. I.; NASCIMENTO, STEFFANE Q.; LIMA, FILIPE C. D. A.; SEDENHO, GRAZIELA C.; BERTAGLIA, THIAGO; IOST, RODRIGO M.; DE SOUZA, JOAO C. P.; LANCEROS-MENDEZ, SENENTXU; MINTEER, SHELLEY D.; COSNIER, SERGE; et al. Bioelectrochemical Systems: Prioritizing Energy Density, Long-Term Stability, and Validation. ACS ENERGY LETTERS, v. N/A, p. 21-pg., 2025-08-20. (21/14537-2, 20/03681-2, 23/14671-6, 23/08260-3, 20/04796-8, 23/01529-7, 23/17506-6, 19/21089-6, 23/10667-4)

BERTAGLIA, THIAGO; KERR, EMILY F.; SEDENHO, GRAZIELA C.; WONG, ANDREW A.; COLOMBO, RAFAEL N. P.; MACEDO, LUCYANO J. A.; IOST, RODRIGO M.; FARIA, LUANA C. I.; LIMA, FILIPE C. D. A.; TEOBALDO, GABRIEL B. M.; et al. Self-Gelling Quinone-Based Wearable Microbattery. ADVANCED MATERIALS TECHNOLOGIES, v. 9, n. 17, p. 11-pg., 2024-06-09. (22/09164-5, 20/12404-2, 16/24531-3, 19/21089-6, 21/05665-7, 19/15333-1, 20/04796-8, 17/20493-2, 20/03681-2, 18/22214-6, 23/01529-7, 23/17506-6)

GHIRALDELLI, GUILHERME H. S.; IOST, RODRIGO M.; SEDENHO, GRAZIELA C.; COLOMBO, RAFAEL N. P.; CRESPILHO, FRANK N.. Yeast biofilm synapse: an intra-kingdom pathway to high-density current output in bioelectronic devices. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY B, v. N/A, p. 10-pg., 2025-03-11. (20/04796-8, 19/15333-1, 23/10667-4, 21/05665-7, 18/22214-6, 23/01529-7, 23/06283-6, 19/12053-8)

SEDENHO, GRAZIELA C.; COLOMBO, RAFAEL N. P.; IOST, RODRIGO M.; LIMA, FILIPE C. D. A.; CRESPILHO, FRANK N.. Exploring electron transfer: Bioinspired, biomimetics, and bioelectrochemical systems for sustainable energy and Value-Added compound synthesis. APPLIED PHYSICS REVIEWS, v. 11, n. 2, p. 25-pg., 2024-06-01. (22/09164-5, 21/05665-7, 18/22214-6, 23/01529-7, 14/50869-6, 23/17506-6)

BERTAGLIA, THIAGO; COSTA, CARLOS M.; LANCEROS-MENDEZ, SENENTXU; CRESPILHO, FRANK N.. Eco-friendly, sustainable, and safe energy storage: a nature-inspired materials paradigm shift. MATERIALS ADVANCES, v. 5, n. 19, p. 15-pg., 2024-08-06. (22/09164-5, 23/08260-3, 20/12404-2, 23/13288-4, 20/03681-2, 18/22214-6, 23/01529-7)

IOST, RODRIGO M.; VENKATKARTHICK, RADHAKRISHNAN; NASCIMENTO, STEFFANE Q.; LIMA, FABIO H. B.; CRESPILHO, FRANK N.. Hydrogen bioelectrogeneration with pH-resilient and oxygen-tolerant cobalt apoenzyme-saccharide. CHEMICAL COMMUNICATIONS, v. 60, n. 18, p. 3-pg., 2024-02-01. (22/09164-5, 23/10667-4, 21/05665-7, 18/22214-6, 23/01529-7, 20/15098-0)

ALBUQUERQUE, FHYSMELIA F.; IOST, RODRIGO M.; FONSECA, GABRIEL C.; VENKATKARTHICK, RADHAKRISHNAN; PACHECO, JESSICA C.; COLOMBO, RAFAEL N. P.; LIMA, FABIO H. B.; CRESPILHO, FRANK N.. Biomimetic Cobalt Complex Stabilized by Hydrogel on High-Edge-Density Graphite for ORR and HER in Quiescent Solutions. Langmuir, v. 41, n. 34, p. 11-pg., 2025-08-19. (23/10667-4, 20/03681-2, 20/04796-8, 19/21089-6, 23/17020-6, 18/22214-6, 19/03033-3, 22/09164-5, 19/22183-6, 23/08260-3, 20/12404-2, 16/08711-1, 20/15098-0, 22/06563-6, 25/05509-6, 23/01529-7)

BERTAGLIA, THIAGO; NEUBERT, TILMANN J.; IOST, RODRIGO M.; BALASUBRAMANIAN, KANNAN; CRESPILHO, FRANK N.. Consequences of edge and substrate modifications on graphene electrochemistry. CURRENT OPINION IN ELECTROCHEMISTRY, v. 50, p. 9-pg., 2025-01-25. (20/12404-2, 22/09164-5, 23/08260-3, 22/06563-6, 18/22214-6, 23/10667-4, 20/03681-2, 23/01529-7, 23/13288-4)

COLOMBO, RAFAEL N. P.; SEDENHO, GRAZIELA C.; NECKEL, ITAMAR T.; CRESPILHO, FRANK N.. Enzymatic X-ray absorption spectroelectrochemistry. Nature Protocols, v. N/A, p. 46-pg., 2025-10-02. (23/01529-7, 18/22214-6, 21/05665-7, 20/04796-8, 22/09164-5)