La catalasa inmovilizada con criogel como biocatalizador con mayor estabilidad frente a los microplásticos

Área de la Ciencia:

• Ingeniería de Biomateriales
• Inmovilización de las enzimas
• Recuperación medioambiental

Sus antecedentes:

• La catalasa es crucial para reducir el estrés oxidativo, pero sufre de mala estabilidad.
• Los microplásticos de poliestireno (PS-MP) plantean desafíos ambientales y pueden afectar la función de las enzimas.
• El desarrollo de matrices de inmovilización de enzimas estables es vital para las aplicaciones industriales y ambientales.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar y caracterizar los criogeles Poly ((HEMA-co-AGE) como matrices para la inmovilización de la catalasa.
• Evaluar la mayor estabilidad y actividad de la catalasa inmovilizada en condiciones de estrés, incluida la contaminación por PS-MP.
• Evaluar el potencial del sistema de criogel para aplicaciones prácticas como el tratamiento de aguas residuales.

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización de los criogeles Poly ((HEMA-co-AGE) utilizando FT-IR, SEM, TEM, TGA y BET.
• La inmovilización de la catalasa en la matriz de criogel.
• Evaluación de la actividad y estabilidad de la catalasa inmovilizada bajo diferentes concentraciones, temperaturas y tiempo de PS-MP.
• Análisis cinético y ensayos de estabilidad a largo plazo/reutilización.

Principales resultados:

• El criogel Poly ((HEMA-co-AGE) con 250 μL AGE mostró propiedades óptimas, incluida una alta capacidad de inmovilización (356,3 mg·g−1).
• La catalasa inmovilizada exhibió una mayor estabilidad y actividad en presencia de PS-MPs, a través de diversas temperaturas (4-60 °C) y tiempos de exposición (hasta 5 horas).
• La enzima inmovilizada demostró una mejor afinidad al sustrato (Km disminuyó de 54,9 a 17,1 mM), retuvo ~80% de actividad después de 70 días a 4 °C, y mostró 55% de actividad después de 15 ciclos de reutilización.

Conclusiones:

• Los criogeles poli (HEMA-co-AGE) proporcionan una plataforma robusta para mejorar la estabilidad de la catalasa y la reutilización.
• El sistema de enzimas inmovilizadas es prometedor para aplicaciones en entornos contaminados por microplásticos, como el tratamiento de aguas residuales y el biosensing.
• Este trabajo ofrece una solución viable para la estabilización enzimática en entornos industriales y ambientales difíciles.