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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3759| Síntesis y evaluación biocatalítica de nanocompositos magnéticos de lacasa Synthesis and biocatalytic evaluation of laccase magnetic nanocomposites | |
| Laura Karina Escalante Morales | |
| KANCHAN CHAUHAN | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Lacasa, nanopartículas magnéticas, agregados enzimáticos entrecruzados, inmovilización de enzimas, actividad mejorada Laccase, magnetic nanoparticles, crosslinked enzyme aggregates, enzyme immobilization, activity enhancement | |
| Las crecientes demandas de Lacasa en los procesos industriales verdes requieren nuevas estrategias para la mejora de estabilidad, actividad biocatalítica y reutilización del biocatalizador, además de la resistencia a diferentes factores ambientales. En este trabajo, se sintetizan agregados enzimáticos entrecruzados magnéticos de Lacasa (m-CLEAs) altamente estables, reutilizables y con una actividad enzimática mejorada, en comparación a la enzima libre. Las nanopartículas de cobre-ferrita (CuMNP)se sintetizaron mediante el método hidrotermal. Se obtuvo un tamaño promedio de ≈50 nm. Posteriormente, los m-CLEAs se formaron por co-agregación de la enzima con CuMNP y usando como entrecruzante glutaraldehído. Se optimizaron diferentes proporciones de CuMNP:Lacasa incluyendo 1:2, 1:3 y 1:6, donde 1:6 resultó en el mayor porcentaje de recuperación de actividad. Los m-CLEAs sintetizados fueron recubiertos con el biopolímero polihidroxibutirato (PHB) para una mayor protección contra la degradación microbiana. Se analizaron las propiedades fisicoquímicas incluyendo tamaño, actividad enzimática, estabilidad de almacenamiento y estabilidad a temperatura y pH variable. El análisis TEM y DLS mostró que las modificaciones fueron exitosas. La actividad catalítica mejorada de la Lacasa se observó en m-CLEAs 1:6, que disminuyó significativamente después del recubrimiento de PHB (PHB-NPs). En general, m-CLEAS mostró un almacenamiento y termoestabilidad superiores en comparación con la enzima libre, CLEAs estándar y el PHB-NPs. Por ejemplo, m-CLEAS retuvo el 100 % de actividad inicial después de 30 días de almacenamiento a 4 ° C, así como a temperatura ambiente. De hecho, la actividad residual se observó al 150 % después de 30 días de almacenamiento a 4 ° C, lo que representa una excelente estabilidad de almacenamiento reportada hasta ahora. Además, m-CLEAs podrían recuperarse fácilmente de la mezcla de reacción en presencia de un campo magnético externo obteniendo un ≈54 % de actividad residual después de hasta 10 ciclos. Este trabajo destaca la estrategia simple y optimizada para el desarrollo de m-CLEAs nanométricos con una estabilidad de almacenamiento excepcional y simultáneamente una actividad mejorada de la Lacasa. The rising demands of laccase in green industrial processes require new strategies for improvement in the stability, biocatalytic activity, and reusability of the biocatalyst with resistance to different factors. In this work, a highly stable and reusable magnetic crosslinked enzyme aggregates (m-CLEAs) of laccase are synthesized with simultaneous improved enzymatic activity. Briefly, magnetic copper ferrite nanoparticles (CuMNP) were synthesized by hydrothermal approach with ≈50 nm average size. Later, the m-CLEAs were formed by co-aggregation of enzyme with CuMNPs and crosslinking using glutaraldehyde. Different ratios of CuMNP:Laccase including 1:2, 1:3 and 1:6 were optimized where 1:6 resulted in highest percentage of activity recovery. The synthesized m-CLEAS were coated with biopolymer polyhydroxy butyrate (PHB) for further protection against microbial degradation. The physicochemical properties including size, enzymatic activity, storage stability and stability at variable temperature and pH was analyzed. The TEM and DLS analysis depicted the successful modifications. The enhanced catalytic activity of laccase was observed with m-CLEAs 1:6, which significantly decreased after PHB coating (PHB-NPs). Overall, m-CLEAs showed superior storage and thermostability compared to free enzyme, standard CLEAs, and PHB-NPs. For example, m-CLEAs retained 100 % initial activity after 30 days storage at 4˚C as well as at room temperature. Infact, the residual activity was observed 150 % after 30 days storage at 4˚C depicting the outstanding storage stability reported so far. Moreover, the m-CLEAs could be easily recovered from the reaction mixture in the presence of external magnetic field with ≈54 % residual activity after recycling up to 10 cycles. This work highlights the simple and optimized strategy for the development of nanometric m-CLEAs with exceptional storage stability and simultaneously improved activity of the laccase. | |
| CICESE | |
| 2022 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Escalante Morales, L.K. 2022. Síntesis y evaluación biocatalítica de nanocompositos magnéticos de lacasa. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 46 pp. | |
| PROPIEDADES DE LOS MATERIALES | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Nanociencias |
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