Utilizaçao da fosfatase alcalina como enzima modelo no processo de imobilização de enzimas em éster xântico derivado de celulose

Abstract

A imobilização de enzimas é um método de fixação ou encerramento de enzimas em suportes que tem sido utilizado tanto em pesquisas quanto na indústria. A utilização de derivados de celulose como suporte tem sido estudada intensamente, pois é um material abundante e com boas propriedades para essa aplicação. Neste trabalho, sintetizou-se um éster xântico derivado de celulose, o xantato de celulose de p-nitrobenzila (CeIXNB), conforme esquema abaixo, sob condições distintas de síntese, obtendo-se esse suporte com graus de substituição (GS) entre 0,45 e 13,20 e morfologias de tecido, fibras e fibras pulverizadas.Observou-se que a concentração de hidróxido de sódio na reação de mercerização influencia na morfologia do produto obtido, aumentando a degradação do tecido original com o aumento da concentração de NaOH, de acordo com a transição da celulose I para celulose 11. Estudou-se a hidrólise do suporte pois esta é uma reação competitiva com a reação de imobilização. Observou-se que o tampão catalisa a hidrólise do CelXNB com maior velocidade que a imobilização de enzimas. A fosfatase alcalina foi utilizada como enzima modelo no estudo da imobilização de enzimas em CeIXNB, comparando-se a atividade enzimática da fosfatase alcalina em solução e imobilizada. Houve perda de atividade enzimática de 12,4% após a imobilização da enzima. A enzima imobilizada apresentou atividade enzimática superior a 95% em relação à da original até o sétimo ciclo de reutilização. A concentração e o peso molecular da enzima imobilizada foram estimados a partir de resultados da cinética de imobilização e da cinética enzimática da enzima imobilizada. As atividades enzimáticas da fosfatase alcalina imobilizada em CelXNB são comparáveis à enzima em solução, proporcionando a utilização desta enzima imobilizada em CelXNB em técnicas de determinação analítica e na construção de biossensores.

ABSTRACT - Enzyme immobilization is a enzyme fixation or entrapment method on carriers that hasbeen used in research and industry. Cellulose derivatives have been studied as carriers becauseof their abundance and appropriate properties for this application. In this work, p-nitrobenzyl cellulose xanthate (CeIXNB), a xanthic ester cellulose derivative, was prepared under different conditions (scheme), obtaining this carrier with degrees of substitution (GS) between 0.45 and 13.20, and textile, fiber, and pulverized fiber morphologies. It was observed in a mercerization reaction that NaOH concentration influencied the product morphology, increasing degradation of original textile with NaOH concentration increase,in agreement with cellulose mercerization phase transition. CelXNB hydrolysis was studied because this reaction is competitive with immobilization. It was observed that carbonate buffer catalyses CelXNB hydrolysis and this reactionis faster than immobilization. Alkaline phosphatase was used as a model enzyme to CelXNB enzyme immobilization. Immobilized and dissolved enzyme activity was measured and the loss of activity after immobilization was 12.4%. Phosphatase immobilized showed enzyme activity above95% of initial activity until the seventh reutilization cycle. Immobilized enzyme concentration and molecular weight were estimated from immobilizationkinetic and enzyme kinetic results. Immobilized alkaline phosphatase activity is comparable with activity in solution, and this CelXNB immobilized enzyme can be used in analytical techniques and to construct biosensors.