Modelación y validación experimental de la inmovilización covalente de la lacasa de Trametes versicolor en nanopartículas de oro

Deborah González Abradelo, Bessy V. Cutiño Ávila, Darío González Abradelo, José M. Guisán Seijas, Jorge González-Bacerio, Alberto del Monte-Martínez

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Resumen

Introducción. La inmovilización de proteínas es una de las tecnologías más utilizadas para incrementar la estabilidad operacional de las enzimas y potenciar su uso en aplicaciones biotecnológicas. Usualmente, la síntesis de derivados inmovilizados se realiza mediante el método de ensayo-error. Nuestra estrategia de diseño racional de derivados inmovilizados (DRDI) permite seleccionar las condiciones óptimas para su síntesis. Las nanopartículas de oro (AuNPs), como soportes sólidos no pororosos, representan sistemas excelentes para la inmovilización de proteínas, con aplicaciones exitosas en nanomedicina, biocatálisis y electrónica. Métodos. El objetivo de este trabajo fue validar la estrategia DRDI para la inmovilización covalente de la enzima lacasa del hongo basidiomiceto de la podredumbre blanca Trametes versicolor en AuNPs activadas con ácido mercaptoundecanóico (AuNP-MUA) y MUA-etiléndiamina (AuNP-MUAen), para el uso potencial de los biocatalizadores resultantes en procesos de bioconversión. Resultados. Como resultado, el derivado inmovilizado lacasa-AuNP-MUA es mejor que lacasa-AuNP-MUAen en la competencia funcional del derivado inmovilizado predicha (42,8 % vs. 26,1 %, respectivamente). Además, todas las agrupaciones de residuos superficiales predichas para la unión de la lacasa a AuNP-MUA resultaron en enzimas inmovilizadas con sitios activos accesibles. Por el contrario, la mitad de las agrupaciones predichas para la interacción de la lacasa con AuNP-MUAen resultaron en enzimas con sitios activos pobremente accesibles. La predicción de la actividad se confirmó por una actividad enzimática expresada experimental de 45 % en el sistema lacasa-AuNP-MUA. La carga proteica máxima experimental coincide con el valor teórico (12,7 ± 0,7 x 10-12 vs 12 x 10-12 mg de proteína / mL de AuNP activadas). Los resultados obtenidos en este trabajo sugieren la posibilidad de utilizar este biocatalizador a gran escala.

Palabras clave

carga proteica para la inmovilización; competencia funcional del derivado inmovilizado; estrategia de diseño racional de derivados inmovilizados; inmovilización covalente en nanopartículas de oro mediante enlaces amida; lacasa de Trametes versicolor.


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