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Acesso aberto (Open Access)
Imobilização de tripsina suína em nanopartículas magnéticas: atividade e estabilidade enzimática
(Universidade Federal de Alfenas, 2022-07-29) Aversa, Isabella Fernandes Souza; Virtuoso, Luciano Sindra; Lima, Leonardo Ramos Paes De; Machado, Poliana Aparecida Lopes
A obtenção de um nanobiocatalisador baseado na interação direta entre nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro (SPIONs) e tripsina suína foi investigada no presente trabalho. Especificamente, a adsorção física de nanopartículas magnéticas com tripsina foi estudada a partir da modulação das cargas superficiais pelo controle do pH tanto da enzima quanto do nanomaterial de suporte. A interação nanopartícula-enzima foi avaliada por medidas experimentais de fluorescência e modelagem teórica. Os resultados obtidos mostraram que o material imobilizado, sob diferentes condições de pH, apresentou 66,2, 67,1 e 75,4% de adsorção enzimática ao suporte em pH 4,0, 7,0 e 8,0, respectivamente. A atividade enzimática recuperada em cada caso foi de 31,84, 27,56 e 32,28%, respectivamente, em relação à atividade inicial de tripsina livre. A eficiência catalítica foi medida através da reação envolvendo a conversão do substrato N-α-Benzoil-DL-arginina-4-nitroanilina no produto p-nitroanilina monitorada por espectrofotometria UV-Vis no comprimento de onda de 410 nm. Os estudos de dessorção mostraram pelas técnicas analisadas que após 5 ciclos de lavagem não foi possível determinar a taxa de dessorção devido aos valores obtidos serem inferiores aos limites de detecção de fluorescência (0,4 mg.mL -1 ). A reutilização da Tripsina imobilizada foi testada ao longo de vários ciclos em processos catalíticos utilizando BapNA como substrato. O processo ocorreu com uma eficiência de aproximadamente 88% até o segundo ciclo, e a enzima imobilizada reteve uma eficiência em torno de 40% até o quarto ciclo. Além disso, a interação tripsina-nanopartículas também foi avaliada em pH 4,0 por espectroscopia de fluorescência e os valores dos parâmetros termodinâmicos ∆�� = −31,50 kJ mol–1, ∆�� = 15,31 kJ mol–1 e ��∆�� = 32,99 kJ mol–1��–1, foram encontrados, o que é consistente com a ocorrência de interações predominantemente iônicas. A imobilização da tripsina suína na superfície das SPIONs também foi avaliada computacionalmente. O perfil de energia potencial para a adsorção da tripsina suína sobre a superfície do material foi calculado e mostrou que a enzima protonada em pH 8,0 pode ser mais fortemente adsorvida sobre a superfície das nanopartículas. Foi possível constatar também, que a taxa de adsorção da enzima aumentou significativamente em pH 8,0, e neste mesmo pH, o perfil de energia de adsorção é mais favorável e estável em distâncias menores da superfície, indicando que uma maior quantidade de enzima pode ser adsorvido sobre as SPIONs.