Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: IMOBILIZAÇÃO DE PEROXIDASE EM POLIANILINA SUPORTADA EM CARVÃO ATIVADO GRANULAR E POLIMÉRICO
AUTORES: Lorrany Carrijo Oliveira, K. (UEG) ; Paula Braz de Morais, A. (UEG) ; Karoline Morais Ferreira, R. (UEG) ; Jacinto da Silva, V. (UEG) ; Daniel Ribeiro Campos, J. (UEG) ; Salomão Caramori, S. (UEG) ; Pereira Barbosa, D. (UEG) ; Botelho de Oliveira, S. (IFG) ; Rabelo, D. (UFG)
RESUMO: O presente trabalho estudou a imobilização da peroxidase em PAni suportada em carvão ativado granular e polimérico. Os carvões puros e com a PAni suportada foram caracterizados por medidas de área superficial e espectroscopia FTIR/ATR. A imobilização foi realizada pela adição dos carvões ao extrato bruto da peroxidase e os parâmetros de imobilização foram medidos usando pirolagol e peróxido de hidrogênio como substratos. Os resultados mostraram que o tempo ideal de incubação dos carvões foi de 60 min e o valor do pH ótimo para a imobilização foi de 6,0 para ambos os carvões. A temperatura no qual a atividade da peroxidase é máxima foi de 313 K para a imobilizada e 318 K para a livre, o que indica que os carvões podem ser usados na imobilização da peroxidase com resultados satisfatórios.
PALAVRAS CHAVES: Carvão ativado; Imobilização de enzimas; Polianilina
INTRODUÇÃO: Nas últimas décadas, a utilização de enzimas imobilizadas tem aumentado gradativamente, devido às suas variadas possibilidades de aplicações, tais como o desenvolvimento de biossensores (KAUSAITE-MINKSTIMIENE et al., 2010), a remoção de fenóis e compostos fenólicos (ZHAI et al., 2013), biorremediação (SALEM et al., 2012), a produção de biodiesel (ZHANG et al., 2012) e várias outras aplicações. As peroxidases (Enzima Número Comissão 1.11.1.7) são uma família extensa de enzimas que catalisam a oxidação de uma grande variedade de substratos orgânicos e inorgânicos, tais como fenóis, aminas aromáticas e iodeto (PERAZZINI et al., 2011). Vários suportes podem ser utilizados para as peroxidases, no entanto, o mais comum é a polianilina (PAni), que apresenta uma série de vantagens sobre os demais. A PAni passou a ser atraente, devido à sua elevada condutividade elétrica, boa estabilidade ambiental e térmica, bem como, propriedades eletrônicas e eletro-ópticas interessantes (KAUSAITE-MINKSTIMIENE et al., 2010). Além disso, a PAni é relativamente fácil de preparar e opera sob condições moderadas de pH, temperatura e exibe resistência ao ataque de microorganismos. Uma forma de melhorar a imobilização da peroxidase é empregar outro tipo de suporte para a PAni. Assim, o carvão ativado, tanto na forma granular, quanto polimérica surge como uma alternativa para atuar como suporte para a PAni. A maior parte dos compósitos empregando a PAni suportada em carvão ativado é usada na produção de capacitores (MENDES et al., 2011). Entretanto, o uso da PAni suportada em carvão ativado na imobilização de enzimas não é muito comum. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a imobilização da peroxidase em PAni, suportada em carvão ativado granular e polimérico.
MATERIAL E MÉTODOS: O Carvão ativado granular (GAC) foi preparado por meio da pirólise da casca do coco de babaçu a 1173 K, seguido pela ativação a 1173 K e oxidação a 823 K. O carvão ativado polimérico esférico (SAC) foi preparado pela pirólise do copolímero Sty-DVB nas mesmas condições que o GAC. A Incorporação da PAni em ambos os carvões ativados foi obtida por meio da polimerização oxidativa da anilina na presença de ácido nítrico, após a adsorção do monômero na superfície do GAC e SAC em câmara de vácuo, seguido por polimerização in situ utilizando persulfato de amônio como agente de oxidação. A Caracterização da superfície do GAC e SAC antes e depois da incorporação da PAni foi realizada por meio de medidas de área superficial, espectroscopia FTIR/ATR e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A imobilização da peroxidase na Pani, suportada nos carvões, foi realizada de acordo com a metodologia adotada por Olsson; Ogren (1983) e foi realizada pela adição dos carvões previamente ativados com glutaraldeído, ao extrato bruto de cada enzima, em pH igual a 7,0 e foram utilizados tempos de imobilização de 15 a 210 min. Os parâmetros de atividades da peroxidase livre e imobilizada foram determinados conforme a metodologia adotada por Halpin et al. (1989), utilizando pirogalol e peróxido de hidrogênio como substratos. Assim, 0,5 g de cada um dos carvões, previamente ativados com glutaraldeído foi incubado com à temperatura ambiente e em pH 7,0, sendo que, após 5 minutos, o produto formado (purpurogalina) foi analisado por espectrofotometria UV-Visível, com comprimento de onda de 420 nm. Os efeitos do pH e da temperatura sobre a peroxidase livre e imobilizada foram estudados na faixa de pH, variando entre 5,0 e 8,5 e na faixa de temperatura entre 298 e 333 K, respectivamente.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O GAC obtido após a carbonização e a ativação de casca de coco de babaçu apresentou forma granular. Por outro lado, o SAC, obtido após o mesmo processo, apresentou forma esférica, idêntica ao polímero precursor, indicando que, em ambos os casos, tais processos não modificaram a forma original dos carvões, entretanto, o tamanho das partículas diminuiu, devido à contração de volume, causado pelos sucessivos tratamentos térmicos. O GAC e o SAC obtidos apresentaram elevada área superficial, a qual sofreu uma redução, devido à incorporação da PAni na estrutura porosa de ambos. Os carvões produzidos apresentaram características adequadas para a imobilização da peroxidase em suas estruturas. Os espectros de FTIR/ATR dos materiais apresentaram bandas características dos grupos presentes nos carvões puros e com a PAni incorporada. Os resultados obtidos mostraram que 60 minutos é o melhor tempo de incubação para o GAC/PAni/P e SAC/PAni/P, no entanto, após este período de incubação, a atividade catalítica da peroxidase imobilizada não aumenta. Isto ocorre porque o tempo de incubação depende do suporte e/ou grupos químicos envolvidos na imobilização em diferentes materiais. No caso de PAni, a imobilização da peroxidase requer geralmente 60 min (CARAMORI et al., 2012). O melhor valor de pH para a imobilização da peroxidase em ambos os carvões foi 6,0; este valor é consistente com o encontrado na imobilização de HRP em PAniG (Fernandes et al., 2003). A temperatura na qual a atividade catalítica da peroxidase imobilizada em GAC/PAni/P e SAC/PAni/P é máxima foi próxima de 313 K. Já para a peroxidase livre foi de 318 K em ambos os carvões. A diminuição da atividade com o aumento da temperatura indica os diferentes efeitos da temperatura sobre a peroxidase livre e imobilizada.
CONCLUSÕES: Numa visão geral, GAC e SAC apresentaram boas propriedades características, bem como uma eficiente da capacidade de retenção de polianilina nas suas estruturas porosas. O GAC/PAni/P e SAC/PAni/P apresentaram boa capacidade de imobilização da peroxidase. O pH ótimo de imobilização para a peroxidase em ambos os carvões foi igual a 6,0. A temperatura na qual a atividade da peroxidase é máxima foi de 313 para a imbolizada e 318 para a livre, respectivamente. Os resultados obtidos mostraram que GAC/PAni e SAC/PAni podem ser usados na imobilização da peroxidase com resultados satisfatórios.
AGRADECIMENTOS: Os Autores agradecem a FAPEG, o Instituto de Química da UFG pelas análises de área superficial e a Coremal pela doação dos monômeros.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CARAMORI, S. S.; FERNANDES, K. F.; CARVALHO JÚNIOR, L. B. 2012. Immobilized Horseradish Peroxidase on Discs of Polyvinyl Alcohol-Glutaraldehyde Coated with Polyaniline. The ScientificWorld Journal. Article ID 129706, 8 pages doi:10.1100/2012/129706.
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