Biosilicificación de enzimas: caracterización, optimización y aplicaciones en procesos de valorización de la biomasa y bioelectrocatálisis
- Autores: Soledad Cebrián García
- Directores de la Tesis: Alina-Mariana Balu (dir. tes.), María Araceli García Núñez (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: María Salud Climent Bellido (presid.), Cristina García Sáncho (secret.), Pedro J. Maireles Torres (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Fina por la Universidad de Córdoba
- Materias:
- Texto completo no disponible (Saber más ...)
- Resumen
Los procesos biocatalíticos , mediados por enzimas, han despertado un gran interés como una alternativa eficiente, económica y respetuosa con el medio ambiente en comparación con los catalizadores inorgánicos tradicionales, tan frecuentemente utilizados 1 No es sorprendente entonces, que el negocio de las enzimas haya aumentado en los últimos años y no solo eso, sino que además se prevé que lo siga haciendo en el futu ro. Hasta el momento, e l establecimiento de estos biocatalizadores en aplicaciones comerciales no se encuentra instaurado principalmente por la limitada estabilidad de las enzimas, el alto costo de adquisi ci ón del catalizador y la dificultad de separar sus trato, producto y catalizador en el medio de reacción, que evitaban su reutilización. 2,3 Al tratarse de proteínas, la desnaturalización en diferentes condiciones es muy frecuente y la separación sin el deterioro de las biomoléculas se plan t ea como imposible En la actualidad, estos inconvenientes han sido solventados mediante el uso de protocolos de inmovilización enzimática , ofreciendo magníficos rendimientos en diferentes reacciones tanto en medio acuoso como orgánico, poniendo de manifiesto una amplia gama de aplicaciones 2,4 En primer lugar, el desarrollo de procedimientos alternativos para la valorizació n de la biomasa mediante enzimas ha sido optimizado con excelentes resultados en multitud de estudios, no solo considerando el rendimiento de formación del producto sino también la selectividad de los mismos. 5 Por otro l ado, la creciente demanda de estas moléculas biológicas en el desarrollo de biosensores, biopilas y otros dispositivos , ha visto incrementada su demanda en multitud de campos antes exclusivos de la química inorgánica. 6,7 En la presente T esis D octoral se procedió a la caracterización y estudio de dos enzimas (lipasas y lacasas) in movilizadas en sílice mediante un novedoso protocolo. En el caso de las lipasas, se propuso la optimización de su uso en la reacción de esterificación del ácido valérico mediante diferentes métodos (ultrasonidos, calentamiento, convencional y microondas) p ara la obtención de los ésteres derivados de este ácido, considerados como productos de alto valor añadido en sectores industriales tan competitivos como el sector farmacéutico, alimentario y cosmético. Esta reacción, demostró unos rendimientos muy altos a tiempos de reacción cortos y en condiciones relativamente suaves. Además, el relativamente suaves. Además, el reúso del catalizador fue posiblereúso del catalizador fue posible en algunas en algunas condiciones, estableciendo la posibilidad de escalar el proceso a procedimientos condiciones, estableciendo la posibilidad de escalar el proceso a procedimientos industriales.industriales.
Por otro lado, el uso de lacasas se ha Por otro lado, el uso de lacasas se ha desarrollado hacia su aplicación en desarrollado hacia su aplicación en componentes electrocatalíticoscomponentes electrocatalíticos,, con excelentes resultados,con excelentes resultados, aprovechando el potencial aprovechando el potencial eléctrico natural de las lacasas para satisfacer las posibles necesidades energéticas, eléctrico natural de las lacasas para satisfacer las posibles necesidades energéticas, médicas y de otros sectores de interés hasta ahmédicas y de otros sectores de interés hasta ahora inexplorados por la catálisis ora inexplorados por la catálisis enzimática.enzimática.
Bibliografía Bibliografía 1.
1. Patel, V., Deshpande, M. &Patel, V., Deshpande, M. & Madamwar, D. Increasing esterification efficiency by Madamwar, D. Increasing esterification efficiency by double immobilization of lipasedouble immobilization of lipase--ZnO bioconjugate into sodium bis (2ZnO bioconjugate into sodium bis (2--ethylhexyl) ethylhexyl) sulfosuccinate (AOT)sulfosuccinate (AOT)-- reverse micelles and microemulsion based organogels. reverse micelles and microemulsion based organogels. Biocatal. Agric. Biotechnol.Biocatal. Agric. Biotechnol. 1010, 182, 182––188 (2017)188 (2017)..
2.
2. Itabaiana, I. Itabaiana, I. et al.et al. Continuous flow valorization of fatty acid waste using silicaContinuous flow valorization of fatty acid waste using silica--immobilized lipases. immobilized lipases. Green Chem.Green Chem. 1515, 518, 518––524 (2013).524 (2013).
3.
3. Corradini, M. C. C. Corradini, M. C. C. et al.et al. Improvement of the enzymatic synthesis of ethyl valerate Improvement of the enzymatic synthesis of ethyl valerate by esterification reaction iby esterification reaction in a solvent system. n a solvent system. Prep. Biochem. Biotechnol.Prep. Biochem. Biotechnol. 4747, 100, 100––109 (2017).109 (2017).
4.
4. Henriquez, C., Junior, I., de Souza, R. & Luque, R. Henriquez, C., Junior, I., de Souza, R. & Luque, R. Novel nanoparticle/enzyme Novel nanoparticle/enzyme biosilicified nanohybrids for advanced heterogeneously catalyzed protocolsbiosilicified nanohybrids for advanced heterogeneously catalyzed protocols. . Catalysis Science & TechnologyCatalysis Science & Technology 55, (2014)., (2014).
5.
5. Pistone, L. Pistone, L. et al.et al. Encapsulated Laccases for the RoomEncapsulated Laccases for the Room--Temperature Oxidation of Temperature Oxidation of Aromatics: Towards Synthetic LowAromatics: Towards Synthetic Low--MolecularMolecular--Weight Lignins. Weight Lignins. ChemSusChemChemSusChem 99, , 756756––762 (2016).762 (2016).
6.
6. Zhao, C. Zhao, C. et al.et al. Nanostructured materialNanostructured material--based biofuel cells: recent advbased biofuel cells: recent advances and ances and future prospects. future prospects. Chem. Soc. Rev.Chem. Soc. Rev. 4646, 1545, 1545––1564 (2017).1564 (2017).
7.
7. Lee, J., Kim, J., Kim, S. & Min, D.Lee, J., Kim, J., Kim, S. & Min, D.--H. Biosensors based on graphene oxide and its H. Biosensors based on graphene oxide and its biomedical application. biomedical application. Adv. Drug Deliv. Rev.Adv. Drug Deliv. Rev. 105105, 275, 275––287 (2016).287 (2016
