Columna criogénica reutilizable de biomonomero lacasa para la síntesis de un nuevo enlace cruzado a base de tirosina

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los biomateriales
• Ingeniería de enzimas
• Química sustentable

Sus antecedentes:

• La síntesis convencional de biomateriales a menudo se basa en iniciadores o catalizadores tóxicos.
• Se necesitan métodos sostenibles y eficientes para producir biomateriales avanzados.
• Los enlaces cruzados basados en tirosina ofrecen potencial para propiedades de materiales novedosos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un sistema de columnas criogénicas reutilizables inmovilizadas con la enzima laccase (laccase-M).
• Para sintetizar un nuevo enlace cruzado basado en tirosina, ditirosina-dimetacrilato (Dityr-diMA), utilizando un enfoque enzimático.
• Evaluar el rendimiento y la estabilidad del sistema enzimático en comparación con los métodos convencionales.

Principales métodos:

• Inmovilización de la enzima lacasa en un sistema de columnas criogénicas.
• La polimerización biocatalítica de la tirosina metacrilada (Tyr-MA) para formar Dityr-diMA.
• Caracterización de la red Dityr-diMA mediante el SEM y el BET.
• Evaluación de la actividad enzimática, estabilidad en ciclos de reutilización y parámetros cinéticos.

Principales resultados:

• El sistema laccase-M logró una capacidad de retención de agua un 19,5% más alta y mantuvo una actividad enzimática del 74,02% durante 50 ciclos de reutilización.
• Se redujo el consumo de disolventes orgánicos en un 60% y se demostró una baja tasa de descomposición del 0,52% por ciclo.
• La red Dityr-diMA exhibió una arquitectura de poros homogénea y una mayor estabilidad del material con una afinidad superior al sustrato (disminución de 10 veces en Km).

Conclusiones:

• El enlace cruzado enzimático utilizando el sistema lacasa-M es una estrategia no tóxica, escalable y eficiente para el diseño de biomateriales de alto rendimiento.
• Este enfoque respetuoso con el medio ambiente ofrece una alternativa sostenible a los métodos tradicionales de enlace catalizado por UV o por metal.
• El sistema desarrollado muestra una promesa significativa para aplicaciones más seguras en la ingeniería biomédica y de tejidos.