Redução de CO2 utilizando híbridos de metaloenzimas artificiais para a síntese de ácido fórmico

• Processo: 19/25762-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Vigência (Início): 01 de julho de 2021
• Vigência (Término): 30 de junho de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Caterina Gruenwaldt Cunha Marques Netto
• Beneficiário: Caterina Gruenwaldt Cunha Marques Netto
• Pesquisador Anfitrião: Brian Dyer
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Local de pesquisa: Emory University, Estados Unidos
• Assunto(s): Química bioinorgânica Imobilização de enzimas Pontos quânticos Metaloenzimas Dióxido de carbono
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Enzimas artificiais | fotoredução de CO2 | imobilização de enzimas | miméticos enzimáticos | Quantum Dots | Rods | Bioinorganica

Resumo

O gás carbônico é uma molécula de grande interesse em reações químicas devido à sua reciclabilidade. Existem diversas maneiras de reduzir o CO2, entretanto a seletividade reacional é siginifcativamente incrementada quando são utilizadas enzimas. Porém, as enzimas possuem um elevado valor agregado e muitas utilizam co-fatores, dificultando a sua utilização devido à falta de sistemas baratos e eficientes para reciclagem destes cofatores. A enzima formato desidrogenase de Candida boidinii (CbFDH) é uma enzima capaz de reduzir o CO2 à formato, uma espécie química importante na geração sustentável de H2. Porém, a CbFDH possui baixa estabilidade térmica e baixos rendimentos em ambientes não fisiológicos. Existem maneiras de contornar estes problemas, como a imobilização enzimática para obter maior estabilidade térmica e a associação da enzima anidrase carbônica (CA) à enzimas que utilizam CO2 como substrato para elevar o rendimento reacional. Entretanto, a utilização de um sistema bi-enzimático além de encarecer muito o catalisador, favorece a destabilização do sistema. Desta forma, propõe-se neste projeto a construção (ou síntesis) de um sistema híbrido combinando à enzima CbFDH com um mimético de CA, para realizar a hidratação do CO2 com um menor custo associado. Espera-se obter um sistema metaloenzimático artificial composto por a CbFDH (contendo metal), imobilizada em quantum dots, que apresente uma maior estabilidade enzimática e que seja capaz de regenerar os elétrons utilizados na reação por fotoredução de metil viologênio (molécula capaz de atuar como substituto do NADH) para a redução sustentável de CO2. (AU)