Estudo dinâmico e estrutural de biomoléculas redox utilizando espectroscopia vibracional de infravermelho resolvido no tempo

• Processo: 18/24485-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Daniel Rodrigues Cardoso
• Beneficiário: Rodrigo Michelin Iost
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 17/01189-0 - Novel aging: tecnologias e soluções para fabricar novos produtos lácteos para um envelhecimento saudável, AP.TEM
• Assunto(s): Materiais nanoestruturados Moléculas bioativas Espectroscopia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biomoléculas | espectroscopia infravermelho | Nanomateriais | Espectroscopia

Resumo

O estudo da dinâmica-estrutural de moléculas redox apresenta grande relevância tanto para o desenvolvimento de dispositivos de bioconversão de energia quanto para a melhoria de processos industriais. O entendimento desse comportamento dinâmico na presença de nanomateriais permite que o processo biocatalítico de enzimas redox sejam melhorados de forma relevante. Esses estudos podem ser realizados pela utilização da técnica de espectroscopia vibracional na região do infravermelho resolvida no tempo pela técnica step-scan que permite que eventos biológicos sejam monitorados em escalas muito curtas de tempo (da ordem de < µs). Com isso, vislumbra-se que mecanismos de reação em biomoléculas possam ser monitorados tanto quanto reações de transferência de carga entre biomoléculas quando em contato com materiais em nanoescala, como nanopartículas metálicas. Assim, esse projeto de pós-doutorado tem como objetivo o estudo e monitoramento de eventos biológicos que ocorrem em proteínas e enzimas redox em diferentes condições como a mudança dinâmico-estrutural, e como essa mudança afeta o comportamento biocatalítico das enzimas na presença e na ausência de materiais em nanoescala ou até mesmo quando em contato com superfícies sólidas como ouro metálico. Ter-se-á ainda para essa proposta de projeto de pesquisa desafios para o monitoramento de reações biocatalíticas levando-se em consideração que a mudança do meio químico no qual as biomoléculas serão submetidas (por exemplo, mudança de pH, concentração iônica e temperatura) que dificultam o monitoramento espectroscópico de reações que ocorrem em nível molecular devido à desnaturação das biomoléculas. Assim, propõe-se contribuir nesse âmbito utilizando pela primeira vez a técnica de espectroscopia vibracional na região do infravermelho resolvida no tempo, juntamente com outras técnicas espectroscópicas e de microscopia eletrônica para a elucidação e melhoria de processos biocatalíticos de enzimas redox com potencial aplicação em bioconversão de energia e em processos da indústria de alimentos.

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)

ALI, MIAN A.; SEDENHO, GRAZIELA C.; PACHECO, JESSICA C.; IOST, RODRIGO M.; RAHMAN, ASMA; HASSAN, AYAZ; CARDOSO, DANIEL R.; GOMES, ROBERTO S.; CRESPILHO, FRANK N.. Metal-free, low-cost, and high-performance membraneless ethanol fuel cell. Journal of Power Sources, v. 551, p. 9-pg., 2022-10-08. (20/15098-0, 18/24485-7, 20/04796-8, 18/22214-6, 19/12053-8, 19/15333-1)