Catalisadores nanobioplasmônicos: uma nova abordagem para o controle da seletividade direcionada pela luz em reações one-pot

• Processo: 17/20892-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de abril de 2018
• Vigência (Término): 30 de junho de 2021
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Susana Inés Córdoba de Torresi
• Beneficiário: Heloise Ribeiro de Barros
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/26308-7 - Otimização das propriedades físico-químicas de materiais nano-estruturados e suas aplicações em reconhecimento molecular, catálise e conversão/armazenamento de energia, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/09668-0 - Estudo das interações biofisicoquímicas entre nanopartículas plasmônicas e enzimas para obtenção de bio-nanomateriais com propriedades controladas, BE.EP.PD
• Assunto(s): Nanocatálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: catalisadores nanobioplasmônicos | catálise controlada | Nanocatálise | Química de Nanomateriais

Resumo

Embora a catálise plasmônica tenha potencial aplicação para solucionar limitações da catálise heterogênea e fotocatálise clássica, o controle de seletividade e atividade nestas transformações é ainda um grande desafio. A combinação das propriedades dos nanocatalisadores com as dos biocatalisadores pode ajudar a superar tais limitações e gerar novas funcionalidades. Dessa forma, a proposta desse trabalho é desenvolver um material robusto com propriedades programáveis pelo estímulo da excitação da ressonância plasmônica de superfície (SPR) em um sistema one-pot de reações. Em uma demonstração desse conceito, nanopartículas de ouro (Au NPs) funcionalizadas com enzimas será utilizada como um sistema bionanoplasmônico modelo. Sob a excitação SPR, a catálise dirigida pelas Au NPs será a predominante ao passo que na ausência de luz a catálise preferencial será a realizada pela enzima. Os catalisadores nanobioplasmônicos serão preparados com as Au NPs e enzimas lipase (Au NPs@lipase) para a catálise de compostos aromáticos nitrados com grande interesse no setor industrial e também com a enzima superóxido dismutase (Au NPs@SOD) para a catálise de espécies oxigenadas reativas (ROS) por ter grande impacto na regulação celular. Portanto, o projeto irá contribuir para o desenvolvimento de novas tecnologias inteligentes para superar limitações de seletividade e atividade em processos catalíticos que ainda são um grande desafio no campo da nanocatálise. Além disso, o catalisador nanobioplasmônico com dupla função catalítica abrange um campo de aplicação ainda maior, podendo impactar as áreas da química verde, biocatálise e nanocatálise.

Publicações científicas

(4)

(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)

RIBEIRO DE BARROS, HELOISE; GARCIA, ISABEL; KUTTNER, CHRISTIAN; ZEBALLOS, NICOLL; CAMARGO, PEDRO H. C.; CORDOBA DE TORRESI, SUSANA INES; LOPEZ-GALLEGO, FERNANDO; LIZ-MARZAN, LUIS M.. Mechanistic Insights into the Light-Driven Catalysis of an Immobilized Lipase on Plasmonic Nanomaterials. ACS CATALYSIS, v. 11, n. 1, p. 414-423, JAN 1 2021. (18/13492-2, 19/09668-0, 15/26308-7, 17/20892-4)

BARROS, HELOISE RIBEIRO; TANAKA, LIVIA YUKARI; PACHECO DA SILVA, RAFAEL TRIVELLA; SANTIAGO-ARCOS, JAVIER; CORDOBA TORRESI, I, SUSANA; LOPEZ-GALLEGO, FERNANDO. Assembly of Nano-Biocatalyst for the Tandem Hydrolysis and Reduction of p-Nitrophenol Esters. PARTICLE & PARTICLE SYSTEMS CHARACTERIZATION, v. 38, n. 10, AUG 2021. (19/19551-3, 18/02435-8, 17/20892-4, 15/26308-7, 18/13492-2, 19/09668-0)

DA SILVA, RAFAEL T. P.; DE BARROS, HELOISE RIBEIRO; SANDRINI, DAIANA M. FURLAN; DE TORRESI, SUSANA I. CORDOBA. timuli-Responsive Regulation of Biocatalysis through Metallic Nanoparticle Interactio. BIOCONJUGATE CHEMISTRY, v. 33, n. 1, DEC 2021. (18/16219-5, 17/20892-4, 15/26308-7)

GONCALVES, JENIFER P.; DA CRUZ, ANDERSON F.; NUNES, ABNER M.; MENEGHETTI, MARIO R.; DE BARROS, HELOISE R.; BORGES, BEATRIZ S.; DE MEDEIROS, LIA C. A. S.; SOARES, MAURILIO J.; DOS SANTOS, MAYARA P.; GRASSI, MARCO T.; et al. iocompatible gum arabic-gold nanorod composite as an effective therapy for mistreated melanoma. International Journal of Biological Macromolecules, v. 185, p. 551-561, AUG 31 2021. (17/20892-4, 15/25406-5)