Estudo de metaloenzimas por eletroquímica acoplada à espectroscopia vibracional

• Processo: 17/20493-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de fevereiro de 2018
• Vigência (Término): 31 de janeiro de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Frank Nelson Crespilho
• Beneficiário: Lucyano Jefferson Alves de Macêdo
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/14262-7 - Filmes nanoestruturados de materiais de interesse biológico, AP.TEM
• Assunto(s): Eletroquímica Espectroscopia Bioeletroquímica Metaloenzimas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Centro metálico | Eletroquímica | Espectroscopia | Metaloenzimas | Bioeletroquímica

Resumo

Dentre os diferentes tipos de proteínas existentes, as enzimas são aquelas cuja função primordial é a catálise das reações no meio biológico. A classe conhecida como metaloenzimas é representada pelas enzimas cuja estrutura possui um grupo prostético que contém um ou mais átomos metálicos, que muitas vezes estão coordenados em unidades organometálicas. Durante anos, acreditou-se que esses grupos prostéticos desempenhavam apenas funções de caráter estrutural, ou seja, mantinham a estrutura tridimensional da enzima e, consequentemente, sua funcionalidade e eficiência catalítica. No entanto, estudos recentes apontam que, para metaloenzimas, os grupos prostéticos desempenham um papel muito além do estrutural, interferindo, por exemplo, na transferência de elétrons, comunicação do sítio ativo com o substrato e sinalização de eventos moleculares. Diante disso, este projeto de doutorado propõe o estudo dos centros metálicos de duas enzimas de grande relevância tecnológica e biológica, a álcool desidrogenase (ADH) e a endonuclease III (EndoIII). Pretende-se obter informações eletroquímicas e espectroscópicas, por espectroscopia vibracional (FTIR) sob o controle eletroquímico do processo redox da metaloproteína. Além disso, vislumbra-se entender o papel das ligações organometálicas no desempenho catalítico dessas enzimas. Em especial para EndoIII, pretende-se estudar o cluster metálico [Fe4S4] frente à transferência de carga quando a enzima está ligada ao DNA, visando esclarecer a explicação dos mecanismos de transporte de carga pelas duplas-hélices do DNA.

Publicações científicas

(17)

(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)

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MACEDO, LUCYANO J. A.; SANTO, ANDERSON A. E.; SEDENHO, GRAZIELA C.; HASSAN, AYAZ; IOST, RODRIGO M.; FELICIANO, GUSTAVO T.; CRESPILHO, FRANK N.. Three-dimensional catalysis and the efficient bioelectrocatalysis beyond surface chemistry. JOURNAL OF CATALYSIS, v. 401, p. 200-205, SEP 2021. (18/22214-6, 19/15333-1, 19/12053-8, 15/22973-6, 17/20493-2)

MELO, ANTONIO F. A. A.; HASSAN, AYAZ; MACEDO, LUCYANO J. A.; OSICA, IZABELA; SHRESTHA, LOK KUMAR; JI, QINGMIN; OLIVEIRA, JR., OSVALDO N.; HENZIE, JOEL; ARIGA, KATSUHIKO; CRESPILHO, FRANK N.. Microwires of Au-Ag Nanocages Patterned via Magnetic Nanoadhesives for Investigating Proteins using Surface Enhanced Infrared Absorption Spectroscopy. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 11, n. 20, p. 18053-18061, MAY 22 2019. (17/20493-2, 13/14262-7, 16/25806-6, 13/04663-4, 11/01541-0)

RODRIGUES, FERNANDO POSTALLI; MACEDO, LUCYANO J. A.; MAXIMO, LEANDRO N. C.; SALES, FERNANDA C. P. F.; DA SILVA, ROBERTO S.; CRESPILHO, FRANK N.. Real-time redox monitoring of a nitrosyl ruthenium complex acting as NO-donor agent in a single A549 cancer cell with multiplex Fourier-transform infrared microscopy. NITRIC OXIDE-BIOLOGY AND CHEMISTRY, v. 96, p. 29-34, MAR 1 2020. (13/07829-0, 16/12707-0, 15/16672-3, 13/14262-7, 17/20493-2, 14/03964-3)

HASSAN, AYAZ; MACEDO, LUCYANO J. A.; DE SOUZA, JOAO C. P.; LIMA, FILIPE C. D. A.; CRESPILHO, FRANK N.. A combined Far-FTIR, FTIR Spectromicroscopy, and DFT Study of the Effect of DNA Binding on the [4Fe4S] Cluster Site in EndoIII. SCIENTIFIC REPORTS, v. 10, n. 1, FEB 6 2020. (17/20493-2, 13/14262-7, 15/16672-3, 16/25806-6)

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MACEDO, LUCYANO J. A.; IOST, RODRIGO M.; HASSAN, AYAZ; BALASUBRAMANIAN, KANNAN; CRESPILHO, FRANK N.. Bioelectronics and Interfaces Using Monolayer Graphene. CHEMELECTROCHEM, v. 6, n. 1, p. 29-pg., 2019-01-02. (13/14262-7, 17/20493-2, 16/25806-6)

HASSAN, AYAZ; MACEDO, LUCYANO J. A.; MATTIOLI, ISABELA A.; RUBIRA, RAFAEL J. G.; CONSTANTINO, CARLOS J. L.; AMORIM, RODRIGO G.; LIMA, FILIPE C. D. A.; CRESPILHO, FRANK N.. A three component-based van der Waals surface vertically designed for biomolecular recognition enhancement. Electrochimica Acta, v. 376, APR 20 2021. (18/22214-6, 17/20493-2, 19/12053-8, 19/15333-1, 18/11071-0)

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MATTIOLI, ISABELA A.; CASTRO, KARLA R.; MACEDO, LUCYANO J. A.; SEDENHO, GRAZIELA C.; OLIVEIRA, MONA N.; TODESCHINI, IRIS; VITALE, PHELIPE M.; FERREIRA, SUZETE CLEUSA; MANULI, ERIKA R.; PEREIRA, GEOVANA M.; et al. Graphene-based hybrid electrical-electrochemical point-of-care device for serologic COVID-19 diagnosis. BIOSENSORS & BIOELECTRONICS, v. 199, p. 10-pg., 2022-03-01. (17/20493-2, 20/04796-8, 18/11071-0, 18/22214-6, 19/12053-8)

MACEDO, LUCYANO J. A.; RODRIGUES, FERNANDO P.; HASSAN, AYAZ; MAXIMO, LEANDRO N. C.; ZOBI, FABIO; DA SILVA, ROBERTO S.; CRESPILHO, FRANK N.. Non-destructive molecular FTIR spectromicroscopy for real time assessment of redox metallodrugs. ANALYTICAL METHODS, DEC 2021. (19/15333-1, 17/20493-2, 18/22214-6, 19/12053-8, 19/19448-8)

DE SOUZA, JOAO C. P.; MACEDO, LUCYANO J. A.; HASSAN, AYAZ; SEDENHO, GRAZIELA C.; MODENEZ, IAGO A.; CRESPILHO, FRANK N.. In Situ and Operando Techniques for Investigating Electron Transfer in Biological Systems. CHEMELECTROCHEM, v. 8, n. 3, DEC 2020. (19/12053-8, 18/22214-6, 17/20493-2, 15/22973-6)

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SANCHES, NATALIA M.; HASSAN, AYAZ; MATTIOLI, ISABELA A.; MACEDO, LUCYANO J. A.; SEDENHO, GRAZIELA C.; CRESPILHO, FRANK N.. Tuning Vertical Electron Transfer on Graphene Bilayer Electrochemical Devices. ADVANCED MATERIALS INTERFACES, v. 8, n. 20, SEP 2021. (18/22214-6, 17/20493-2, 19/15333-1, 19/12053-8, 15/22973-6, 18/11071-0)

MATTIOLI, ISABELA A.; CASTRO, KARLA R.; SEDENHO, GRAZIELA C.; MACEDO, LUCYANO J. A.; OLIVEIRA, MONA N.; MANULI, ERIKA R.; SABINO, ESTER C.; CRESPILHO, FRANK N.. Expanding the application of graphene vertical devices to dual femtomolar detection of SARS-CoV-2 receptor binding domain in serum and saliva. BIOSENSORS & BIOELECTRONICS, v. 239, p. 6-pg., 2023-11-01. (20/04796-8, 17/20493-2, 19/12053-8, 18/11071-0, 19/15333-1, 18/22214-6)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

MACÊDO, Lucyano Jefferson Alves de. Espectroeletroquímica in situ e operando para a resolução de mecanismos catalíticos envolvendo centros redox de metaloenzimas e biomiméticos. 2022. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos (IQSC/BT) São Carlos.