DISCIPLINA DE ESTUDOS EM BIOCATÁLISE: COMPROVANDO A REGIOSSELETIVIDADE EM PEDAÇOS DE CENOURA (Daucus carota)

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Bioquímica e Biotecnologia

Autores

Marques da Fonseca, A. (UNILAB) ; Barbosa Rodrigues, Q. (UNILAB) ; Costa Bandeira, M.A. (UNILAB) ; Macedo de Oliveira, M. (UNILAB) ; Paulo Colares, R. (UNILAB) ; Emanuel Pessoa Martins, V. (UNILAB) ; Albuquerque de Almeida, J. (UNILAB)

Resumo

Muitas reações que são utilizadas catalisadores convencionais estão sendo cada vez mais substituídas por enzimas como uma via alternativa e sustentável. Dentre as inúmeras vantagens de sua utilização, merece destaque o fato delas serem ecologicamente mais viáveis. Com o advento da biotecnologia nos últimos anos, o desenvolvimento de novas estratégias de purificação e da utilização de matérias primas foi facilitado. Este trabalho comprova a regiosseletivadade de uma fonte enzimática já estudada que é a cenoura (Daucus carota). A partir da 4-nitroacetanilida, os produtos obtidos: 4-aminoacetanilida, 1’ (C8H10N2O) por redução, e a p-nitroanilina 1’’ (C6H6N2O2) por hidrólise, variando entre 15 a 22%, mostram a viabilidade, versatilidade e inovação na forma como foram realizadas.

Palavras chaves

biocatálise; hidrólise; redução

Introdução

Considerando a necessidade de um contínuo desenvolvimento econômico, social e ambiental sustentável, com vistas à manutenção e melhoria da qualidade de vida em todo o planeta, torna-se imperiosa uma nova conduta química para o aprimoramento de técnicas e metodologias, com a geração cada vez menor de resíduos e efluentes tóxicos. Esta filosofia, conhecida como Química Sustentável ou Química Verde pode ser definida como “a criação, o desenvolvimento e a aplicação de produtos e processos químicos para reduzir ou eliminar o uso e a geração de substâncias nocivas à saúde humana e ao ambiente”. Assim, objetiva-se a redução do risco por meio da minimização ou mesmo eliminação da periculosidade associada às substâncias tóxicas, em detrimento da restrição de exposição às mesmas. Dado que a Química Verde visa o desenvolvimento de tecnologias e materiais incapazes de causar poluição, idealmente, a sua aplicação pode promover a passagem da abordagem tradicional de “comando e controle” à desejável “prevenção” de poluição, tornando desnecessárias as remediações dos impactos ambientais frequentemente observados na atualidade. (CORREA; ZUIN, 2009; BON et al., 2008; MONTEIRO; SILVA, 2009). Em decorrência destas necessidades e tendências, é notório o aumento significativo do consumo e demanda de produção de enzimas em nível internacional, por possuírem amplas aplicações industriais e terapêuticas. Este cenário é particularmente importante para o Brasil, país que necessita inserir-se de forma mais representativa como usuário e provedor de enzimas e tecnologia enzimática (MONTEIRO; SILVA, 2009). Este trabalho propõe a versatilidade e regiossetividade da cenoura (Daucus carota) por meio de biotransformação utilizando uma amida conhecida como substrato, a 4-nitroacetanilida.

Material e métodos

Nas reações de biocatálise foram utilizadas cenouras sem casca cortadas em cubinhos. Os experimentos foram realizados como descrito a seguir: A um frasco de Erlenmayer de 250 mL foram adicionados 20,41 g de cenoura em cubinhos, 100 mL de água (H2O) destilada e 100 mg do substrato p-nitroacetanilida (C8H8N2O3). O material foi posto em meio reacional sob agitação por 72 horas, após este período, o material foi filtrado e extraído com acetato de etila (C4H8O2) através de partição líquido-líquido em triplicata (3x 20 mL); após filtrado e o solvente concentrado em evaporador rotativo para a eliminação do mesmo, o produto obtido foi um óleo de coloração amarela, que posteriormente será analisado por CG/EM para a identificação dos produtos formados.

Resultado e discussão

Através dos espectros de CG/EM foi possível identificar a existências de dois produtos por meio de biotransformação, através das células íntegras de daucus carota. Tendo como substrato a 4-nitroacetanilida (C8H8N2O3) em meio aquoso, que produziu a 4-aminoacetanilida, 1’ (C8H10N2O) por redução, e a p-nitroanilina (C6H6N2O2) por meio de hidrólise, como são mostrados na Figura 1. Conforme encontrado na literatura, esses resultados já foram reportados com outros vegetais (MACHADO et. al, 2006; FONSECA et al., 2009). Figura 1. Biorreação da 4-nitroacetanilida. Logo abaixo podemos ver nas figuras 1-2 os espectros de massa por impacto de elétrons (EMIE) dos produtos obtidos por redução (1’) e hidrólise (1’’). Ver Figura 2. Figura 2. (a) Espectro EMIE de 1’; (b) Espectro EMIE de 1’’.

Biorreação da 4-nitroacetanilida.


(a) Espectro EMIE de 1’; (b) Espectro EMIE de 1’’.

Conclusões

Podemos dizer que as enzimas presentes nas células íntegras da cenoura (Daucus carota) foram capazes de reduzir o grupo nitro e hidrolisar a função amida, de forma regiosseletiva.

Agradecimentos

Os autores agradecem aos órgãos de fomento: CAPES, CNPq, FUNCAP, e ao Mestrado Acadêmico em Sociobiodiversidade e Tecnologias Sustentáveis (MASTS).

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