Estudo das interações biofisicoquímicas entre nanopartículas plasmônicas e enzimas para obtenção de bio-nanomateriais com propriedades controladas

• Processo: 19/09668-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de setembro de 2019
• Vigência (Término): 31 de agosto de 2020
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Susana Inés Córdoba de Torresi
• Beneficiário: Heloise Ribeiro de Barros
• Supervisor: Luis Manuel Liz Marzan
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Local de pesquisa: Centre for Cooperative Research in Biomaterials (CIC biomaGUNE), Espanha
• Vinculado à bolsa: 17/20892-4 - Catalisadores nanobioplasmônicos: uma nova abordagem para o controle da seletividade direcionada pela luz em reações one-pot, BP.PD
• Assunto(s): Moléculas bioativas Nanopartículas de ouro Atividade enzimática Dicroísmo circular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: atividade enzimática | atividade quiral óptica de nanopartículas | biomoléculas | dicroismo circular | nanoengenharia de materiais | nanoparticulas de ouro | química de coloides; nanomateriais

Resumo

O controle das interações biofisicoquímicas entre partículas plasmônicas e biomoléculas é uma ferramenta alternativa promissora para o design de bio-nanomateriais com propriedades desejadas. Além disso, o entendimento dessas interações é um fator chave para o desenvolvimento da nanoengenharia de materiais para diversas aplicações, especialmente para as aplicações biológicas. No entanto, o controle efetivo dessas propriedades é ainda desafiador na ciência de materiais coloidais. Dessa forma, o objetivo desse projeto é construir nanomateriais robustos compostos por nanopartículas plasmônicas e enzimas, controlados por suas interações biofisicoquímicas sob estímulos externos. Como demostração deste conceito, nanopartículas de ouro (AuNPs) funcionalizadas com glicose-oxidase (GOD) e lipase de Candida antarctica fração B (CALB) serão utilizados como sistemas modelos para elucidar os efeitos promovidos em suas propriedades sob os estímulos externos. O estímulo pela luz será utilizado para estudar a performance enzimática de GOD-AuNPs devido a excitação da superfície de ressonância plasmônica localizada (LSPR) das AuNPs. O estímulo pela temperatura será explorado para causar mudanças de interações no CALB-AuNPs a fim de obter materiais com atividade quiral-óptica plasmônica aumentada. Portanto, nós esperamos obter o controle preciso sobre as interações biofisioquímicas entre AuNPs, GOD e CALB sob o uso da luz e temperatura. Além disso, o controle dessas propriedades tem um papel importante no design e aplicação de novos bio-nanomateriais. Por último, este estudo representa uma oportunidade em aberto para o desenvolvimento de materiais mais elaborados envolvendo enzimas e AuNPs com propriedades adaptadas pelo controle de suas propriedades biofisicoquímicas.

Publicações científicas

(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)

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)

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)

DE BARROS, HELOISE RIBEIRO; LOPEZ-GALLEGO, FERNANDO; LIZ-MARZAN, LUIS M.. Light-Driven Catalytic Regulation of Enzymes at the Interface with Plasmonic Nanomaterials. BIOCHEMISTRY, v. 60, n. 13, p. 991-998, APR 6 2021. (19/09668-0)