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Estudo bioeletroquímico da enzima glicose oxidase deglicosilada para aplicação em biocélulas a combustível

Processo: 12/11968-3
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2012
Vigência (Término): 30 de novembro de 2013
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Frank Nelson Crespilho
Beneficiário:Andressa Ribeiro Pereira
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Eletroquímica   Glucose oxidase

Resumo

A enzima glicose oxidase (GOx), obtida por meio da cultura do fungo Aspergillus niger, é uma flavoproteína dimérica com aproximadamente 160 kDa, sendo que sua estrutura molecular apresenta de 16 a 25% (massa) de sacarídeos. A GOx catalisa a reação de oxidação de D-glicose em D-glucono-delta-1,5-lactona, cujo cofator flavina adenina dinucleotídeo (FAD) é reduzido a FADH2 durante o processo catalítico. Cada monômero da estrutura da GOx possui um grupamento FAD distanciado 15 angstroms abaixo da superfície da proteína. Recentes estudos em bioeletroquímica têm reportado que o FADH2 pode ser oxidado a -490 mV utilizando eletrodo de carbono vítreo e GOx deglicosilada (dGOx). Tal fato abre novas possibilidades em se utilizar a dGOx como biocatalisador em reações anódicas, principalmente para aplicação em biocélulas a combustível (BC), uma vez que a remoção dos oligossacarídeos diminui a distância entre o FADH2 e superfície eletródica, possibilitando a transferência direta de elétrons. Assim, este projeto de mestrado tem o objetivo de estudar a cinética enzimática da dGOx em microfibras de tecido flexível de carbono (FCF) para aplicação em micro-BC. A enzima dGOx será obtida por meio da deglicosilação da GOx nativa e posteriormente imobilizada na superfície dos eletrodos de FCF por meio de diferentes métodos de imobilização. Os processos bioeletrocatalíticos serão investigados utilizando voltametria cíclica e cronoamperometria. Por fim, estudar-se-ão as reações de meia-cela para o bioânodo, vislumbrado a aplicação da dGOx em bioânodos operando em um protótipo de micro-BC.