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

Processo: 13/19908-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2013
Vigência (Término): 31 de julho de 2017
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   Fontes de energia bioelétrica   Oxirredução   Catálise   Enzimas   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 responsável pela catálise da oxidação da beta-D-glicose a D-glucono-delta-lactona e peróxido de hidrogênio, utilizando o oxigênio molecular como aceptor de elétrons. Cada monômero possui um cofator Flavina Adenina Dinucleotídeo (FAD) ligado eletrostaticamente à estrutura da enzima. A GOx possui elevada estabilidade química em solução e alta especificidade com a glicose, despertando um grande interesse em sua utilização para o desenvolvimento de biossensores e bioânodos para biocélulas a combustível. Alcançar a Transferência Direta de Elétrons (TDE) entre o centro ativo da enzima e o eletrodo é muito importante para o desenvolvimento de biodispositivos. Geralmente, a TDE tem sido observada em proteínas redox, nas quais o sítio ativo é próximo à superfície da proteína, no entanto, no caso da GOx, seu cofator enzimático (FAD) está localizado a [...] da superfície da enzima, dificultando a TDE entre o sítio ativo e a superfície eletródica. Uma estratégia utilizada para facilitar a TDE é a deglicosilação de glicoproteínas, que diminui a distância entre o cofator enzimático e a superfície eletródica, possibilitando o aumento das correntes faradaicas de oxidação da glicose e o deslocamento do potencial redox do FAD para regiões mais negativas, melhorando, assim, o desempenho de bioânodos em biocélulas a combustível. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é estudar os processos catalítico e de TDE da glicose oxidase deglicosilada (dGOx) em microfibras de tecido flexível de carbono para a aplicação em biocélula a combustível. Para isso, utilizaremos o ácido trifluormetanosulfônico (TFMS) na rota química de deglicosilação e as enzimas alfa-mannosidase e endoglicosidase H na rota enzimática de deglicosilação e estudaremos os processos da dGOx imobilizando-a, por adsorção, em eletrodos de carbono vítreo e em fibras flexíveis de carbono. (AU)

Publicações científicas (5)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
PAGNONCELLI, KAMILA C.; PEREIRA, ANDRESSA R.; SEDENHO, GRAZIELA C.; BERTAGLIA, THIAGO; CRESPILHO, FRANK N. Ethanol generation, oxidation and energy production in a cooperative bioelectrochemical system. BIOELECTROCHEMISTRY, v. 122, p. 11-25, AUG 2018. Citações Web of Science: 0.
ANDRESSA R. PEREIRA; GRAZIELA C. SEDENHO; JOÃO C. P. DE SOUZA; FRANK N. CRESPILHO. Advances in enzyme bioelectrochemistry. Anais da Academia Brasileira de Ciências, v. 90, n. 1, p. -, 2018.
PEREIRA, ANDRESSA R.; DE SOUZA, JOAO C. P.; GONCALVES, ANDRESSA D.; PAGNONCELLI, KAMILA C.; CRESPILHO, FRANK N. Bioelectrooxidation of Ethanol Using NAD-Dependent Alcohol Dehydrogenase on Oxidized Flexible Carbon Fiber Arrays. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 28, n. 9, p. 1698-1707, SEP 2017. Citações Web of Science: 5.
PEREIRA, ANDRESSA R.; LUZ, ROBERTO A. S.; LIMA, FILIPE C. D. A.; CRESPILHO, FRANK N. Protein Oligomerization Based on Bronsted Acid Reaction. ACS CATALYSIS, v. 7, n. 4, p. 3082-3088, APR 2017. Citações Web of Science: 2.
ANDRESSA R. PEREIRA; JOÃO C. P. DE SOUZA; ANDRESSA D. GONÇALVES; KAMILA C. PAGNONCELLI; FRANK N. CRESPILHO. Bioelectrooxidation of Ethanol Using NAD-Dependent Alcohol Dehydrogenase on Oxidized Flexible Carbon Fiber Arrays. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 28, n. 9, p. -, Set. 2017.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
PEREIRA, Andressa Ribeiro. Oligomerização da glicose oxidase utilizando ácidos de Brønsted para a aplicação em bioeletroquímica. 2017. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos São Carlos.

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