Disposición controlada de enzimas secuenciales en la superficie de la levadura con una actividad biocatalítica...

Área de la Ciencia:

• Biocatálisis y ingeniería enzimática
• La bioelectroquímica
• Biología sintética

Sus antecedentes:

• Las cascadas enzimáticas son cruciales para las reacciones bioquímicas de varios pasos.
• La pantalla de la superficie celular ofrece una plataforma robusta para la inmovilización de la enzima.
• La conversión eficiente de la biomasa en electricidad sigue siendo un desafío para las células de biocombustibles enzimáticas.

Objetivo del estudio:

• Construir y optimizar una cascada de enzimas localizada con precisión en las superficies de las células de levadura.
• Investigar el impacto de los métodos de montaje en la actividad catalítica.
• Desarrollar nuevas células de biocombustible enzimático de almidón/O2 (EBFC) con un rendimiento mejorado.

Principales métodos:

• Disposición simultánea de glucoamilasa (GA) y glucosa oxidasa (GOx) en levadura mediante las interacciones a-aglutinina y cohesina-doquerina.
• Optimización de la estequiometría, el orden y el tamaño molecular de las enzimas para el ensamblaje en cascada.
• Montaje y caracterización de los bioánodos GA/GOx para los EBFC.

Principales resultados:

• Alcanzó una mejora de 4 veces en la velocidad de reacción general en comparación con las enzimas libres.
• La relación GA/GOx optimizada (2:1) y el orden enzimático (levadura-GA-GOx-GA) arrojaron la actividad más alta.
• Se desarrollaron EBFC con un voltaje de circuito abierto de 0,78 V y una densidad de potencia récord de 36,1 μW cm-2.

Conclusiones:

• La organización racional de las enzimas secuenciales en las superficies celulares mejora significativamente la actividad y la estabilidad biocatalíticas.
• Los bioánodos GA/GOx desarrollados representan un avance para los EBFC basados en almidón.
• Este enfoque es prometedor para aplicaciones en biocatálisis, biosensing y bioelectro-síntesis.