Imobilização e estabilização de enzimas em materiais nanoestruturados: degradação de tetraciclina e oxitetraciclina com oxirredutase e protease imobilizadas em nanofolhas de óxido de grafeno

Abstract

A crescente demanda por água doce faz com que as águas residuais ganhem cada vez mais espaço como fonte alternativa, porém sem tratamento adequado, pode ocorrer impactos negativos na saúde humana, nos ecossistemas e na economia. Atualmente, uma das preocupações com a contaminação da água são os chamados contaminantes emergentes, produtos sem estatuto regulamentar cujos efeitos sobre o meio ambiente e a saúde humana são desconhecidos. Diante das alternativas para solucionar essa problemática, a utilização de enzimas imobilizadas se mostra promissora. Nesse estudo foi sintetizado óxido de grafeno, como suporte, pelo método de Hummers modificado, o gel obtido ao final da síntese foi liofilizado, ao invés de ser filtrado à vácuo como na síntese original. O OG foi caracterizado por espectroscopia UV-visível com picos em 232 e 303 nm característicos do material, a análise elementar por EDX comprovou a presença de apenas carbono e oxigênio na estrutura, 82% e 17% repectivamente. Na espectroscopia Raman foram obtidas bandas D de 1327 e G de 1584, com razão ID/IG de 0,86 indicando que o grafite foi realmente oxidado gerando oxido de grafeno. Análises microscópicas eletrônicas de varredura (MEV) e de transmissão (MET) mostram a presença de nanofolhas enrugadas e aglomeradas. Todas essas análises foram corroboradas com a análise de difração de raios-X (DRX), o qual apresentou uma estrutura de material cristalino devido ao acúmulo ordenado das nanofolhas. O potencial zeta não apresentou ponto isoelétrico, sendo o maior potencial em -41 mV a pH aproximadamente 7,5. Quanto à degradação enzimática, foram realizadas com papaína e pepsina em concentrações de 100 mg∙L-1 de tetraciclina (TC) em até 24 h. Dentre as condições analisadas para papaína e pepsina para sistemas em batelada, papaína em pH 9,3 foi o melhor quanto a porcentagem de degradação da tetraciclina, degradando 93% do fármaco em 24 h.