Bioeletroquímica e Técnicas In-Situ em Bioeletrodos Estáveis: Um Enfoque na Catálise de Moléculas Pequenas por Enzimas

• Processo: 23/17020-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
• Pesquisador responsável: Frank Nelson Crespilho
• Beneficiário: Fhysmélia Firmino de Albuquerque
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/22214-6 - Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico, AP.TEM
• Assunto(s): Bioeletroquímica Catálise Enzimas Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioeletroquímica | catálise | enzimas | Pequenas Moléculas | Técnicas in-situ | Eletroquímica

Resumo

A catálise enzimática de moléculas pequenas é um campo de crescente interesse científico e tecnológico, com aplicações abrangentes desde a biotecnologia até a produção de energia sustentável. Este projeto tem como objetivo explorar a utilização de bioeletrodos estáveis em conjunto com técnicas in-situ e bioeletroquímica como uma abordagem inovadora para investigar em detalhes essas reações catalíticas. Os bioeletrodos estáveis permitem a imobilização eficiente e a proteção das enzimas catalíticas, possibilitando o monitoramento direto das reações em tempo real. A pesquisa visa identificar novas enzimas mais estáveis e resistentes, além de realizar a engenharia de proteínas para otimizar sua atividade em diferentes ambientes. Serão estudadas duas proteínas, incluindo a anidrase carbônica (CA), complexo de reação do fotossistema II (PSII). Estas enzimas serão utilizadas em reações bioeletrocatalíticas com substratos como H2O e CO2. Através da combinação de técnicas avançadas de espectroscopia eletrônica, Raman e micro-FTIR em bioeletrodos, será possível obter uma visão mais completa dos mecanismos moleculares envolvidos na catálise de moléculas pequenas. A interface eletrodo-enzima será estudada para maximizar a transferência de elétrons e a eficiência da catálise. Espera-se que essas abordagens resultem em um maior entendimento da catálise enzimática de moléculas pequenas, o que contribuirá para o desenvolvimento de soluções inovadoras em biotecnologia, produção de energia e aplicações medicinais. Além disso, com resultados significativos, novos caminhos poderão ser abertos para tecnologias sustentáveis e avanços na compreensão da bioeletrocatálise em nível molecular.