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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.

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Publicações científicas
(As publicações científicas contidas nesta página são originárias da Web of Science ou da SciELO, cujos autores mencionaram números dos processos FAPESP concedidos a Pesquisadores Responsáveis e Beneficiários, sejam ou não autores das publicações. Sua coleta é automática e realizada diretamente naquelas bases bibliométricas)
DE ALBUQUERQUE, FHYSMELIA FIRMINO; IOST, RODRIGO MICHELIN; CRESPILHO, FRANK NELSON. Comparative Roles of Hydrogels, Deep Eutectic Solvents, and Ionic Liquids in Enzyme-Based Biosensors, Bioelectronics and Biomimetics Devices. ACS MEASUREMENT SCIENCE AU, v. 5, n. 4, p. 19-pg., . (23/13288-4, 23/17020-6, 23/10667-4, 18/22214-6, 19/15333-1, 19/12053-8, 23/01529-7, 18/22214-6, 22/09164-5, 20/03681-2)
ALBUQUERQUE, FHYSMELIA F.; IOST, RODRIGO M.; FONSECA, GABRIEL C.; VENKATKARTHICK, RADHAKRISHNAN; PACHECO, JESSICA C.; COLOMBO, RAFAEL N. P.; LIMA, FABIO H. B.; CRESPILHO, FRANK N.. Biomimetic Cobalt Complex Stabilized by Hydrogel on High-Edge-Density Graphite for ORR and HER in Quiescent Solutions. Langmuir, v. 41, n. 34, p. 11-pg., . (23/10667-4, 20/03681-2, 20/04796-8, 19/21089-6, 23/17020-6, 18/22214-6, 19/03033-3, 22/09164-5, 19/22183-6, 23/08260-3, 20/12404-2, 16/08711-1, 20/15098-0, 22/06563-6, 25/05509-6, 23/01529-7)
SEDENHO, GRAZIELA C.; IOST, RODRIGO M.; ROMANO, RAFAEL L.; SOUZA, MAYKON L.; DE LIMA, FABIO H. B.; CRESPILHO, FRANK N.. Aerobic mild bioelectrocatalysis: Disentangling dual redox pathways for H2 evolution amidst competing oxygen reduction in S. cerevisiae biofilm. BIOELECTROCHEMISTRY, v. 167, p. 6-pg., . (19/22183-6, 21/03263-9, 20/04796-8, 23/17020-6, 20/03681-2)