Modificação superficial de nanocompósitos de magnetita-oxalato com lauril sulfato de sódio para imobilização de lipases

Abstract

O uso de nanopartículas magnéticas têm sido amplamente explorado e estudado no ramo da biotecnologia. Elas apresentam como características um tamanho reduzido de partículas, grande área superficial, fácil separação e biocompatibilidade, além de serem atóxicas e poderem ser utilizadas em diversas áreas desde a medicina até a engenharia bioquímica - como em imobilização enzimática. Neste trabalho foi estudado um suporte sintetizado a partir de Fe+2 e Fe+3, originando nanopartículas de magnetita (Fe3SO4) funcionalizadas com oxalato de amônio. Esse suporte foi, posteriormente, modificado superficialmente com lauril sulfato de sódio (SDS), um surfactante, gerando assim um suporte com características hidrofóbicas, aplicado para imobilização de lipases. Foram estudados cinco tipos diferentes de tratamentos para suportes magnéticos, cada um deles com quantidades diferentes de SDS, com o objetivo de avaliar o efeito desta quantidade sobre a funcionalização e imobilização de lipases. Os suportes foram caracterizados através de espectroscopia de absorção no infravermelho por transformada de Fourier e magnetização de amostra vibrante. Esses suportes foram utilizados para imobilização da lipase de Thermomyces lanuginosus, acompanhando a imobilização através da determinação do teor de proteínas no preparado enzimático e no sobrenadante pelo método de Bradford e da atividade hidrolítica pela reação de hidrólise com o p-NPB. Após as análises, foi possível concluir que a TLL foi imobilizada em todos os suportes estudados e que ocorreu a troca do grupo oxalato pelo grupo lauril sulfato, tornando todos os suportes com as características desejadas. Foi possível perceber que há uma quantidade ideal de SDS durante a reação de modificação superficial, sendo as razões molares NPM:SDS de 5:1 e 10:1 as que apresentaram melhores resultados quanto à imobilização da lipase e quanto à atividade hidrolítica. Todos os suportes estudados apresentaram atividades hidrolíticas superiores à enzima livre.

Abstract : The use of magnetic nanoparticles has been widely explored and studied in the field of biotechnology. They have as characteristics a reduced particle size, large surface area, easy separation and biocompatibility, besides being non-toxic and can be used in several areas - from medicine to biochemical engineering - and in enzymatic immobilization. In this work a support synthesized from Fe +2 and Fe +3 was studied, resulting in magnetite nanoparticles (Fe3SO4) functionalized with ammonium oxalate. This support was subsequently modified superficially with sodium lauryl sulfate (SDS), a surfactant, thus generating a support with hydrophobic characteristics, applied for immobilization of lipases. Five different types of treatments for magnetic media, each with different amounts of SDS, were studied in order to evaluate the effect of this amount on functionalization and immobilization of lipases. The supports were characterized by Fourier transform infrared absorption spectroscopy and vibrating sample magnetization. These supports were used for immobilization of Thermomyces lanuginosus lipase, following immobilization by determination of the protein content in the enzyme preparation and in the supernatant by the Bradford method and hydrolytic activity by the hydrolysis reaction with the p-NPB. After the analysis, it was possible to conclude that the TLL was immobilized in all suports studied and that the oxalate group was replaced by the lauryl sulfate group, making all substrates with the desired characteristics. It was possible to observe that there is an ideal amount of SDS during the surface modification reaction, with NPM: SDS molar ratios of 5: 1 and 10: 1 being the best results for lipase immobilization and hydrolytic activity. All substrates studied presented hydrolytic activities superior to the free enzyme.