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Electrochemical and spectroscopic characterization of screen-printed gold-based electrodes modified with self-assembled monolayers and Tc85 protein

FERREIRA, A. A. P.; FUGIVARA, C. S.; BARROZO, S.; SUEGAMA, P. H.; YAMANAKA, H.; BENEDETTI, A. V.
Fonte: ELSEVIER SCIENCE SA Publicador: ELSEVIER SCIENCE SA
Tipo: Artigo de Revista Científica
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480.66695%
This work investigates the formation of self-assembled monolayers (SAMs) of cystamine and cystamine-glutaraldehyde on a screen-printed electrode, and the immobilization of the Tc85 protein (from Trypanosoma cruzi) on these monolayers. The methods used included infrared techniques, cyclic voltammetry, and electrochemical impedance spectroscopy. The electrochemical studies were performed at pH 6.9 in 0.1 mol L(-1) phosphate buffer solution containing Fe(CN)(6)(-3/-4) redox species. The surface coverage (0) of the electrode was 0.10 (cystamine), 0.35 (cystamine-glutaraldehyde) and 0.84 (Tc85). Interpretation of electrochemical impedance spectroscopy results was based on a charge-transfer reaction involving Fe(CN)(6)(-3/-4) species at high frequencies, followed by a diffusion through the monolayers at lower frequencies. Estimates of the electrode surface coverage, active site radius, and distance between two adjacent sites assumed that charge transfer occurred at the active sites, and that there was a planar diffusion of redox species to these sites. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.; FAPESP[05/50574-4]; CNPq[150670/2007-9]; CNPq[300728/2007-7]; FUNDUNESP[01093/05-DFP]

Binding of Dengue Virus Partitcles and Dengue Proteins onto Solid Surfaces

PEREIRA, Edla M. A.; DARIO, Aline F.; FRANCA, Rafael F. O.; FONSECA, Benedito A. L.; PETRI, Denise F. S.
Fonte: AMER CHEMICAL SOC Publicador: AMER CHEMICAL SOC
Tipo: Artigo de Revista Científica
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492.4278%
The interaction between dengue virus particles (DENV), sedimentation hemagglutinin particles (SHA), dengue virus envelope protein (Eprot), and solid surfaces was investigated by means of ellipsometry and atomic force microscopy (AFM). The surfaces chosen are bare Si/SiO(2) wafers and Si/SiO(2) wafers covered with concanavalin A (ConA), jacalin (Jac), polystyrene (PS), or poly(styrene sulfonate) (PSS) films. Adsorption experiments at pH 7.2 and pH 3 onto all surfaces revealed that (i) adsorption of DENV particles took place only onto ConA under pH 7.2, because of specific recognition between glycans on DENV surface and ConA binding site; (ii) DENV particles did not attach to any of the surfaces at pH 3, suggesting the presence of positive charges on DENV surface at this pH, which repel the positively charged lectin surfaces; (iii) SHA particles are positively charged at pH 7.2 and pH 3 because they adhered to negatively charged surfaces at pH 7.2 and repelled positively charged layers at pH 3; and (iv) SHA particles carry polar groups on the surface because they attached to silanol surfaces at pH 3 and avoided hydrophobic PS films at pH 3 and pH 7.2. The adsorption behavior of Eprot at pH 7.2 revealed affinity for ConA > Jac > PSS > PS approximate to bare Si/SiO(2) layers. These findings indicate that selectivity of the Eprot adsorption is higher when it is part of virus structure than when it is free in solution. The correlation between surface energy values determined by means of contact angle measurements and DENV...

Estudo da remoção de fenóis de soluções aquosas através da adsorção em quitosana, degradação enzimática por tirosinase e imobilização de tirosinase em matriz de quitosana; Study of the removal of phenols from aqueous solution through adsorpition by quitosan by tyrosinase enzyme degradetion and inmobilization of tyrosinase in chitosan matrix

Chavita, Alexandre Camargo
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 22/04/2010 PT
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584.5709%
O presente trabalho apresenta o estudo de processos biotecnológicos para a remoção de fenol de soluções aquosas em regime de batelada em 3 processos distintos (A), (B) e (C) respectivamente. Sendo eles a adsorção de fenóis de soluções aquosas em Quitosana, degradação enzimática de fenóis através da tirosinase em meio aquoso e adsorção/degradação de fenóis de soluções aquosas em Quitosana contendo tirosinase imobilizada. Para isto foram estudadas as influências das variáveis temperatura, pH, concentração da Quitosana e velocidade de agitação no processo (A), temperatura, pH, concentração da tirosinase livre e velocidade de agitação no processo (B) e no processo (C), temperatura, pH, concentração da Quitosana, concentração da tirosinase imobilizada e velocidade de agitação.; This paper presents the study of biotechnology processes for the removal of pHenol from aqueous solution in batch reactor in 3 separate cases (A), (B) and (C) respectively. As they adsorption of pHenols from aqueous solutions on chitosan, enzymatic degradation of pHenols by tyrosinase in aqueous solution and adsorption / degradation of pHenols in aqueous solutions containing chitosan immobilized tyrosinase. For this we examined the influence of varying temperature...

Preparação e caracterização de bioanodos para biocélula a combustível etanol/O2; Preparation and characterization of bioanodes for ethanol/O2 biofuel cell

Aquino Neto, Sidney de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 19/09/2012 PT
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491.6525%
Este trabalho descreve a preparação e caracterização de bioanodos para biocélula a combustível etanol/O2 utilizando enzimas desidrogenases, tanto com transferência eletrônica mediada como com transferência eletrônica direta. Na primeira etapa do trabalho, os resultados de cinética enzimática com as enzimas comerciais álcool desidrogenase e aldeído desidrogenase em solução e imobilizada mostraram claramente que os vários parâmetros cinéticos analisados devem ser considerados, a fim de se obter atividade máxima com os biocatalisadores; além disso, os resultados obtidos com as diferentes metodologias de imobilização empregadas (adsorção passiva e automontagem) confirmaram que tal etapa é crucial para a obtenção de um sistema viável. Os testes de semi-célula e estabilidade com transferência eletrônica mediada mostraram que o dendrímero PAMAM se mostra bastante atrativo na preparação de bioanodos para biocélula a combustível enzimática com ambas as metodologias testadas. Na segunda parte do trabalho, os resultados obtidos com os bioanodos preparados com as enzimas desidrogenases contendo o grupamento pirroquinolina quinona extraídas da bactéria Gluconobacter sp. 33 e purificadas em laboratório mostraram que ambos os protocolos de imobilização empregados nesta etapa (dendrímero PAMAM e Nafion-modificado) foram capazes de proporcionar um ambiente no qual as enzimas são capazes de realizar transferência eletrônica diretamente com superfícies de ouro e carbono. Com base nos resultados de caracterização eletroquímica...

Avaliação da interesterificação enzimática de misturas binárias e ternárias de gordura de leite com óleos de canola e castanha-do-pará nas propriedades do produto obtido; Assessment of the enzymatic interesterification of the binary and ternary blends of milkfat with canola oil and Brazil nut oil on the properties of the products obtained

Nunes, Gisele Fátima Morais
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 07/10/2011 PT
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479.31438%
Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da interesterificação enzimática da gordura de leite com óleos de canola e castanha-do-pará nas propriedades do produto alimentício obtido, empregando lipase de Rhizopus oryzae imobilizada em sílica-álcool polivinílico (SiO2-PVA) como catalisador. Considerou-se desejável a obtenção de um produto que, ao incorporar parte dos ácidos graxos insaturados e essenciais presentes nos óleos, apresentasse boa espalhabilidade sob temperatura de refrigeração. Na primeira etapa as propriedades das matérias-primas foram determinadas aplicando técnicas oficiais de análise e verificou-se que todas apresentaram características de acordo com a legislação brasileira para uso em produtos alimentícios. Em seguida, foram testados dois métodos (adsorção física e ligação covalente) para efetuar a imobilização da lipase selecionada em SiO2-PVA e os resultados obtidos indicaram a adequação do procedimento de adsorção física. As condições otimizadas para conduzir as reações de interesterificação enzimática de blendas binárias de gordura de leite e óleo de canola, e de gordura de leite e óleo de castanha-do-pará, foram determinadas por planejamento composto central (CCD) constituído de 11 experimentos. A influência das variáveis temperatura (45-65?C) e teor de gordura no meio reacional (50-80%) foi avaliada simultaneamente...

Produção e imobilização de lipases produzidas pelo fungo endofítico Cercospora kikuchii para aplicações biotecnológicas; Production and immobilization of lipases produced by the endophytic fungus Cercospora kikuchii for biotechnological applications

Silva, Tales Alexandre da Costa e
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 16/04/2014 PT
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498.13496%
O objetivo desse trabalho foi avaliar estratégias de imobilização de lipases produzidas pelo fungo endofítico Cercospora kikuchii através do uso de suportes não convencionais (subprodutos agroindustriais e quitosana). Investigou-se o uso de equipamentos de secagem (estufa, leito de jorro, leito fluidizado, liofilizador e "spray dryer") para desidratação dos derivados imobilizados obtidos. A imobilização por ligação covalente, usando glutaraldeído, epicloridrina e metaperiodato de sódio como agentes ligantes, apresentou valores para retenção da atividade enzimática superiores à imobilização por adsorção e encapsulação. Nos ensaios de imobilização utilizando glutaraldeído e secagem em leito de jorro, os melhores valores obtidos foram para a celulose microcristalina com retenção da atividade enzimática de 179,1%, seguido da casca de arroz 173,9%. A palha de milho foi o melhor suporte na imobilização covalente e secagem em estufa, com retenção de mais de 100% da atividade enzimática inicial. Na secagem por liofilização houve destaque para a casca de arroz (163,6%) seguida de palha de milho (157,2%) e cana de açúcar (154,6%). Utilizando quitosana como suporte e secagem em leito fluidizado, o valor para a retenção da atividade enzimática foi de 93...

Imobilização de lipase em suporte magnetizado: desenvolvimento de técnicas de imobilização e aplicação na síntese de ésteres alquílicos; Immobilization of lipase on magnetized support: development of immobilization techniques and application in the synthesis of alkyl esters

Mijone, Patricia Daniela
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 14/03/2014 PT
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496.6655%
O presente projeto teve como objetivo sintetizar matrizes magnetizadas para imobilização da lipase de Burkholderia cepacia para aplicação na síntese de ésteres alquilicos. Foram testadas duas metodologias para síntese de compósitos formados por óxidos magnéticos dispersos em matriz de sílica, a saber: a) matriz polissiloxano-álcool polivinílico (SiO2-PVA) dopada com Fe3O4 e ?Fe2O3 e b) matriz polissiloxano-álcool polivinílico (SiO2-PVA) sintetizada com incorporação de Fe3O4 e ?Fe2O3. As matrizes polissiloxano-álcool polivinílico (SiO2-PVA) e partículas de Fe3O4 e ?Fe2O3 foram usadas como controles. As características texturais e morfológicas das matrizes magnéticas e não magnética foram determinadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), difratograma de raios-X, espectroscopia no infravermelho (IV) e análise de tamanho de poros (BET). As partículas de magnetita (Fe3O4) e maghemita (?Fe2O3) apresentaram comportamento superparamagnético. A lipase de B. cepacia foi imobilizada nas quatro matrizes (magnetizada e não magnetizada) por adsorção física e ligação covalente e os rendimentos de imobilização similares obtidos sugerem que as partículas de ferro não interferiram na interação enzima-suporte. Entretanto...

Overproduction and properties of lipase by wild strain of Burkholderia lata LBBIO-BL02 using chicken fat

Bruno, H. Oliveira; Santos, Rachid Évora dos; Loiola, Luiz Edson Aguiar; Nascimento, Valeria Marta Gomes do
Fonte: Universidade Estadual Paulista Publicador: Universidade Estadual Paulista
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: 865-877
POR
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468.12723%
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq); In this work, we report the overproduction of lipases by a new wild strain of Burkholderia lata (LBBIO-BL02) in submerged fermentation to seek an economically attractive bioprocess. The best fermentation medium composition was containing chicken fat (12.5 mL/L) and ammonium phosphate (15 g/L) at 35 ºC and pH 7.0, resulting in a lipase titer of 1137.82 U/mL and 2146.83 U/mg. The lipase characterization exhibited maximum activity at 55 °C and pH 8.0. The lipase retained 100, 93 and 85 % of its maximum activity at 45, 50 and 60 °C, respectively, and 78, 82 and 100 % at pH 2.2, 3 and 10, respectively. The enzyme was successfully immobilized on Celite by adsorption and showed a promising future for various organic syntheses because of its stability in organic solvents. All the results shows that Burkholderia lata LBBIO-BL02 is a superior lipase-producing bacterium and its enzyme showed good potential for industrial and biotechnology application.

Produção e caracterização de quitosana imobilizada em substratos visando adsorção de ions metalicos; Production and characterization of chitosan immobilized on substrates targeting metal ions adsorption

Juliana Queiroz Albarelli
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 15/12/2009 PT
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417.0983%
A quitosana é um polímero natural muito estudado devido à sua boa capacidade adsorvente. A aplicação deste biopolímero para remoção de metais pesados tem sido estudada desde o início dos anos 1970 sendo que o número de trabalhos sobre este tema cresceu rapidamente desde então. No entanto, o uso da quitosana como adsorvente em maior escala enfrenta alguns obstáculos, devido à sua baixa resistência mecânica. Uma possível alternativa para melhorar aspectos mecânicos e que também contribui para uma melhor transferência de massa do adsorbato no adsorvente é a imobilização da quitosana em matrizes sólidas utilizando-se técnicas de recobrimento de partículas. Neste contexto, este trabalho visou investigar a imobilização da quitosana em substratos para a aplicação em sistemas de adsorção. Inicialmente foram testados como suporte para imobilização da quitosana vidro, polipropileno, borracha vulcanizada, porcelana e tecido de algodão. O substrato de vidro, utilizado na forma de esferas, apresentou melhor interação com a solução de recobrimento e características adequadas para aplicação em processos de adsorção. As esferas de vidro foram recobertas por diferentes métodos utilizando quitosana 2,5% (m/v) em solução de ácido acético 3% (v/v). O material recoberto foi utilizado em sistemas de adsorção em batelada e contínuo a fim de se analisar a capacidade de remoção de cobre pelo filme de quitosana. Dentre as diferentes técnicas de revestimento estudadas...

Caracterização e imobilização da glicosiltransferase de Erwinia sp. D12 que converte sacarose em isomaltulose; Characterization and immobilization of glucosyltransferase from Erwinia sp. D12 which converts sucrose into isomaltulose

Fabiano Jares Contesini
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 19/02/2009 PT
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494.59484%
A isomaltulose é um dissacarídeo redutor, isômero da sacarose, com propriedades interessantes para a indústria de alimentos. Este açúcar apresenta propriedades similares às da sacarose, entretanto, apresenta baixo potencial cariogênico e baixo índice glicêmico. A isomaltulose é produzida industrialmente através da conversão enzimática da sacarose pela enzima glicosiltransferase produzida por certas linhagens de bactérias, como Protoaminobacter rubrum e Erwinia rhapontici. Este trabalho teve por objetivo purificar e caracterizar a glicosiltransferase produzida pela Erwinia sp. D12 e imobilizar a glicosiltransferase bruta em Celite e pectina de baixo teor de metoxilas (BTM). A glicosiltransferase foi purificada por cromatografia em coluna de troca catiônica SP-Sepharose Fast Flow, obtendo-se duas frações com atividade de glicosiltransferase. A enzima da fração n° 17 foi purificada cerca de 17,9 vezes, e a massa molecular foi estimada em 65 kDa, por SDS-PAGE. A glicosiltransferase bruta e as frações purificadas apresentaram atividade ótima em pH de 6,0 a 6,5 e em temperatura de 30 a 35°C e estabilidade na faixa de pH de 5,0 a 7,0 e em temperaturas inferiores a 30°C, sendo que as frações purificadas apresentaram menor estabilidade. As condições ótimas de imobilização da glicosiltransferase bruta em Celite foram pH 4...

Immobilization of trypsin on spent grains for whey protein hydrolysis

Rocha, Cristina M. R.; Gonçalves, M. P.; Teixeira, J. A.
Fonte: Elsevier Publicador: Elsevier
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em //2011 ENG
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494.4437%
The aims of this work were to establish an efficient protocol for trypsin immobilization on spent grains and to assess the influence of the chosen protocol on whey protein hydrolysis. Trypsin was immobilized onto spent grain or modified spent grain, through adsorption and covalent attachment. The efficiency of immobilization and operation and storage stabilities of free and immobilized enzyme on the supports were studied. The enzyme activity, kinetic parameters and the peptide profile of the protein hydrolysates from free and immobilized enzyme were also analysed. The best activity retention was achieved with the immobilization on spent grains through multipoint covalent attachment using glycidol. This carrier showed also very good storage and operational stability (above 90%). Trypsin immobilized on spent grains showed significant activity towards whey proteins. The immobilized enzyme was slightly more stable than the free enzyme at temperatures between 50 °C and 60 °C allowing its use at a broader range of temperatures. The peptides formed with free enzyme and enzyme immobilized on spent grains were generally similar. However, significant differences existed in the amount of native proteins in the hydrolysates and in the relative amount of smaller peptides.

Adsorption, immobilization and activity of cellulase in soil: the impacts of maize straw and its humification

Sinegani,Ali Akbar Safari; Sinegani,Mahboobe Safari
Fonte: Instituto de Tecnologia do Paraná - Tecpar Publicador: Instituto de Tecnologia do Paraná - Tecpar
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/12/2013 EN
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610.96062%
The present work aimed to study some aspects of sorption and immobilization of cellulase molecules on soil components by the analysis of the reactions of cellulase in a soil treated with different levels of maize residue and incubated for 90 days. The analysis of variance showed that the effects of the treatments of maize straw, incubation time and their interaction on cellulase adsorption, desorption and immobilization were statistically significant. The adsorption and immobilization capacities of soil by application of maize straw increased significantly. However they decreased with decreasing the soil organic matter (SOM) after 45 days of incubation. The desorption of adsorbed cellulase molecules from the soil by washing with distilled water depended on the SOM contents and its humification. The binding strength of cellulase molecule with fresh miaze straw was significantly stronger than that with humified maize straw. The immobilized cellulase activity, particularly its specific activity increased significantly by increasing the OC contents in the soil treated with maize straw.

Specific Adhesion to Cellulose and Hydrolysis of Organophosphate Nerve Agents by a Genetically Engineered Escherichia coli Strain with a Surface-Expressed Cellulose-Binding Domain and Organophosphorus Hydrolase

Wang, Aijun A.; Mulchandani, Ashok; Chen, Wilfred
Fonte: American Society for Microbiology Publicador: American Society for Microbiology
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em /04/2002 EN
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480.83652%
A genetically engineered Escherichia coli cell expressing both organophosphorus hydrolase (OPH) and a cellulose-binding domain (CBD) on the cell surface was constructed, enabling the simultaneous hydrolysis of organophosphate nerve agents and immobilization via specific adsorption to cellulose. OPH was displayed on the cell surface by use of the truncated ice nucleation protein (INPNC) fusion system, while the CBD was surface anchored by the Lpp-OmpA fusion system. Production of both INPNC-OPH and Lpp-OmpA-CBD fusion proteins was verified by immunoblotting, and the surface localization of OPH and the CBD was confirmed by immunofluorescence microscopy. Whole-cell immobilization with the surface-anchored CBD was very specific, forming essentially a monolayer of cells on different supports, as shown by electron micrographs. Optimal levels of OPH activity and binding affinity to cellulose supports were achieved by investigating expression under different induction levels. Immobilized cells degraded paraoxon rapidly at an initial rate of 0.65 mM/min/g of cells (dry weight) and retained almost 100% efficiency over a period of 45 days. Owing to its superior degradation capacity and affinity to cellulose, this immobilized-cell system should be an attractive alternative for large-scale detoxification of organophosphate nerve agents.

Expression of a Fungal Hydrophobin in the Saccharomyces cerevisiae Cell Wall: Effect on Cell Surface Properties and Immobilization

Nakari-Setälä, Tiina; Azeredo, Joana; Henriques, Mariana; Oliveira, Rosário; Teixeira, José; Linder, Markus; Penttilä, Merja
Fonte: American Society for Microbiology Publicador: American Society for Microbiology
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em /07/2002 EN
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491.28383%
The aim of this work was to modify the cell surface properties of Saccharomyces cerevisiae by expression of the HFBI hydrophobin of the filamentous fungus Trichoderma reesei on the yeast cell surface. The second aim was to study the immobilization capacity of the modified cells. Fusion to the Flo1p flocculin was used to target the HFBI moiety to the cell wall. Determination of cell surface characteristics with contact angle and zeta potential measurements indicated that HFBI-producing cells are more apolar and slightly less negatively charged than the parent cells. Adsorption of the yeast cells to different commercial supports was studied. A twofold increase in the binding affinity of the hydrophobin-producing yeast to hydrophobic silicone-based materials was observed, while no improvement in the interaction with hydrophilic carriers could be seen compared to that of the parent cells. Hydrophobic interactions between the yeast cells and the support are suggested to play a major role in attachment. Also, a slight increase in the initial adsorption rate of the hydrophobin yeast was observed. Furthermore, due to the engineered cell surface, hydrophobin-producing yeast cells were efficiently separated in an aqueous two-phase system by using a nonionic polyoxyethylene detergent...

Genetic Modification of the Penicillin G Acylase Surface To Improve Its Reversible Immobilization on Ionic Exchangers▿

Montes, Tamara; Grazú, Valeria; López-Gallego, Fernando; Hermoso, Juan A.; García, Jose L.; Manso, Isabel; Galán, Beatriz; González, Ramón; Fernández-Lafuente, Roberto; Guisán, José M.
Fonte: American Society for Microbiology Publicador: American Society for Microbiology
Tipo: Artigo de Revista Científica
EN
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503.71543%
A new mutant of the industrial enzyme penicillin G acylase (PGA) from Escherichia coli has been designed to improve its reversible immobilization on anionic exchangers (DEAE- or polyethyleneimine [PEI]-coated agarose) by assembling eight new glutamic residues distributed homogeneously through the enzyme surface via site-directed mutagenesis. The mutant PGA is produced and processed in vivo as is the native enzyme. Moreover, it has a similar specific activity to and shows the same pH activity profile as native PGA; however, its isoelectric point decreased from 6.4 to 4.3. Although the new enzyme is adsorbed on both supports, the adsorption was even stronger when supports were coated with PEI, allowing us to improve the enzyme stability in organic cosolvents. The use of restrictive conditions during the enzyme adsorption on anionic exchangers (pH 5 and high ionic strength) permitted us to still further increase the strength of adsorption and the enzyme stability in the presence of organic solvents, suggesting that these conditions allow the penetration of the enzyme inside the polymeric beds, thus becoming fully covered with the polymer. After the enzyme inactivation, it can be desorbed to reuse the support. The possibility to improve the immobilization properties on an enzyme by site-directed mutagenesis of its surface opens a promising new scenario for enzyme engineering.

Detonation nanodiamonds biofunctionalization and immobilization to titanium alloy surfaces as first steps towards medical application

Gonçalves, Juliana P L; Shaikh, Afnan Q; Reitzig, Manuela; Kovalenko, Daria A; Michael, Jan; Beutner, René; Cuniberti, Gianaurelio; Scharnweber, Dieter; Opitz, Jörg
Fonte: Beilstein-Institut Publicador: Beilstein-Institut
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 26/11/2014 EN
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591.7257%
Due to their outstanding properties nanodiamonds are a promising nanoscale material in various applications such as microelectronics, polishing, optical monitoring, medicine and biotechnology. Beyond the typical diamond characteristics like extreme hardness or high thermal conductivity, they have additional benefits as intrinsic fluorescence due to lattice defects without photobleaching, obtained during the high pressure high temperature process. Further the carbon surface and its various functional groups in consequence of the synthesis, facilitate additional chemical and biological modification. In this work we present our recent results on chemical modification of the nanodiamond surface with phosphate groups and their electrochemically assisted immobilization on titanium-based materials to increase adhesion at biomaterial surfaces. The starting material is detonation nanodiamond, which exhibits a heterogeneous surface due to the functional groups resulting from the nitrogen-rich explosives and the subsequent purification steps after detonation synthesis. Nanodiamond surfaces are chemically homogenized before proceeding with further functionalization. Suspensions of resulting surface-modified nanodiamonds are applied to the titanium alloy surfaces and the nanodiamonds subsequently fixed by electrochemical immobilization. Titanium and its alloys have been widely used in bone and dental implants for being a metal that is biocompatible with body tissues and able to bind with adjacent bone during healing. In order to improve titanium material properties towards biomedical applications the authors aim to increase adhesion to bone material by incorporating nanodiamonds into the implant surface...

An overview of technologies for immobilization of enzymes and surface analysis techniques for immobilized enzymes

Mohamad, Nur Royhaila; Marzuki, Nur Haziqah Che; Buang, Nor Aziah; Huyop, Fahrul; Wahab, Roswanira Abdul
Fonte: Taylor & Francis Publicador: Taylor & Francis
Tipo: Artigo de Revista Científica
EN
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491.55055%
The current demands of sustainable green methodologies have increased the use of enzymatic technology in industrial processes. Employment of enzyme as biocatalysts offers the benefits of mild reaction conditions, biodegradability and catalytic efficiency. The harsh conditions of industrial processes, however, increase propensity of enzyme destabilization, shortening their industrial lifespan. Consequently, the technology of enzyme immobilization provides an effective means to circumvent these concerns by enhancing enzyme catalytic properties and also simplify downstream processing and improve operational stability. There are several techniques used to immobilize the enzymes onto supports which range from reversible physical adsorption and ionic linkages, to the irreversible stable covalent bonds. Such techniques produce immobilized enzymes of varying stability due to changes in the surface microenvironment and degree of multipoint attachment. Hence, it is mandatory to obtain information about the structure of the enzyme protein following interaction with the support surface as well as interactions of the enzymes with other proteins. Characterization technologies at the nanoscale level to study enzymes immobilized on surfaces are crucial to obtain valuable qualitative and quantitative information...

Propiedades de adsorción de surfactantes catiónicos en micas de alta carga; Adsorption properties of cationic surfactants in high charge micas

Ortiz Marina, Belén
Fonte: Universidade de Cantabria Publicador: Universidade de Cantabria
Tipo: Dissertação de Mestrado
SPA
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478.50133%
RESUMEN: Los aluminosilicatos sintéticos de alta carga tipo mica son de gran interés científico debido a su elevada capacidad de intercambio catiónico si se comparan con otras arcillas naturales. Por ello, se consideran adsorbentes potencialmente eficaces en la eliminación de contaminantes de agua y en la captura e inmovilización de residuos radioactivos de alta actividad. Por otra parte, las micas de alta carga han mostrado recientemente su capacidad como precursores de materiales mesoporosos de carácter ácido mediante la incorporación de surfactantes catiónicos en la interlámina. El delicado equilibrio entre las fuerzas que se establecen durante el intercambio conduce a la formación de diferentes productos de intercambio en función de la cantidad de surfactante incorporado. En este trabajo, se estudian las propiedades de intercalación de micas de alta carga con aminas primarias, terciarias y cuaternarias de cadena larga. La estructura híbrida orgánica-inorgánica del producto ha sido analizada con técnicas de difracción de rayos X, microscopía electrónica de transmisión y análisis termogravimétrico con espectrómetro de masas acoplado, que han servido para la identificación de los productos de intercambio. En particular...

Adsorption and conformation change of short helical peptides on silica and aluminosilicate surfaces

Read, Michael J. (Michael Joseph), 1975-
Fonte: Massachusetts Institute of Technology Publicador: Massachusetts Institute of Technology
Tipo: Tese de Doutorado Formato: 206 p.; 9643176 bytes; 9642155 bytes; application/pdf; application/pdf
ENG
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592.6462%
Motivated by the challenges in understanding important features of protein adsorption, the interactions between (-helical peptides and a carefully selected set of model surfaces were studied. The peptide sequences contained three blocks of two to five residues each, with the side chains of the N-terminal and C-terminal blocks having negative and positive charges, respectively, and the central block having uncharged side chains. The conformation of a variety of such peptides was studied in solution by circular dichroism (CD) and H nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, in order to characterize the degree of xc-helicity in solution, as a function of temperature, pH, and chemical denaturant (urea) concentration. Intramolecular electrostatic interactions arising from the charged side chains, together with the central block of gc-helix-forming alanine residues, were found to stabilize oc-helicity. These interactions were balanced by the natural tendency toward disordered structures, which resulted in fractional oc-helicities between 25% and 50% when in solution. Adsorption isotherms for the peptide Ac-DDDDAAYAARRRR-Am on amorphous colloidal silica nanoparticles were studied in detail. A greater amount of peptide was adsorbed at basic pH than at neutral pH. The was fit with Langmuir and Frumkin isotherms...

Influence of the type of support and immobilization on the activity and stability of laccase enzyme (Trametes versicolor)

Castro,A.; González,I.; Tzompantzi,F.; Viniegra-González,G.
Fonte: UAM, Unidad Iztapalapa, División de Ciencias Básicas e Ingeniería Publicador: UAM, Unidad Iztapalapa, División de Ciencias Básicas e Ingeniería
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/01/2013 EN
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This work presents a comparative study of the influence of the nature of the substrate and the immobilization mechanism on laccase enzyme activity and stability. The supports employed were: hydrotalcite-like particles (ZnAl2), amorphous silica crystals, and glassy carbon surface. Two immobilization mechanisms were applied: one physical, by adsorption, and the other chemical, with two versions of covalent bonding. In the first, using silanes and glutaraldehyde (GA), in the second, thiols were used as anchoring reagents. Hydrotalcite and silica supports were characterized before and after immobilizing the enzyme by X-ray diffraction analysis (XRD), while in the case of glassy carbon supports electrochemical characterization was performed. The catalytic properties Km and Kcat/Km of every enzymatic system were evaluated in a complementary fashion, as well as the free enzyme. The kinetic characterizations were done using ABTS (ammonium 2,2' azino-bis-(3 -ethylbenzothiazoline-6-sulfonate acid)), as a reagent typical of laccase in 0.1 M acetate buffer solution pH 3.7. Efficiency of the enzyme adsorbed on each support it was demonstrated that the method of immobilization is decisive in the catalysis. Greater efficiency was observed in the system that employed glassy carbon with either immobilization mechanism and these results are analogous with the tree enzyme.