ANÁLISIS ELECTROQUÍMICO DE LAS INTERACCIONES ENTRE MEDIADORES DE LA ENZIMA LACASA, DE INTERÉS INDUSTRIAL Y COMPUESTOS MODELOS DE LIGNINA PARTE II: CARACTERIZACIÓN DE LA INTERACCIÓN ENTRE MEDIADORES NATURALES, SINTÉTICOS Y DE TIPO N-OH, CON COMPUESTOS MODELOS DE LIGNINAS.

LACASA Industria textil Biosensores Industria alimentaria Los hongos ligninolíticos producen diversos enzimas de interés industrial. Entre ellas, las lacasas que tienen aplicaciones biotecnológicas de interés : Industria textil Biosensores Industria alimentaria Industria papelera

LIGNINA Grupos fenólicos: se degradan con las enzimas. Grupos no fenólicos: requieren el concurso de un mediador.

se recupera tanto la enzima como el mediador : actúan de catalizadores El proceso LMS puede representarse en este esquema: O2 lacasa mediadorox lignina H2O lacasaox mediador oxidada se recupera tanto la enzima como el mediador : actúan de catalizadores 1) Eredox de la lacasa Reactividad del sistema 2) habilidad y reactividad del radical generado

Electrodo de referencia: Electrodo de carbón vítreo burbujeador Electrodo de referencia: ECS Contraelectrodo: Pt Electrodo de grafito Electrodo de carbón vítreo Condiciones experimentales Medio: citrato sódico 0.1M a pH 6 Técnica: voltamperometría cíclica

2) estabilidad electroquímica Mediadores 1) Eredox adecuados 2) estabilidad electroquímica 3) reactividad con la lignina 4) reactividad con la lacasa Estudiados en la primera parte del trabajo

Mediadores usados: ácido violúrico acetosiringona catecol ABTS

Compuestos modelo de lignina Mediadores 1) Eredox adecuados 2) estabilidad electroquímica 3) reactividad con la lignina 4) reactividad con la lacasa Estudiados en la primera parte del trabajo Alcohol veratrílico Anisilalcohol Compuestos modelo de lignina 3) reactividad con la lignina Indulina: lignina industrial

Se regenera el mediador que vuelve nuevamente a oxidarse En la celda electroquímica ocurren las siguientes reacciones: M  Mox + e (electrodo) fase heterogénea Se regenera el mediador que vuelve nuevamente a oxidarse Mox + lignina M + ligninaox (disolución) fase homogénea Midiendo la corriente de oxidación del mediador en ausencia y presencia del compuesto modelo de lignina o de la lignina es posible establecer su reactividad.

Resultados voltamperométricos ABTS: 0.2 m Alcohol veratrílicio: 2 mM v = 0.02 Vs-1

Alcohol veratrílico: 20 mM Acetosiringona: 0.4 mM Alcohol veratrílico: 20 mM lignina: 1 mg/ml v = 0.01 Vs-1

Alcohol veratrílico: 20 mM Acido violúrico: 0.4 mM Alcohol veratrílico: 20 mM Alcohol anisílico: 20 mM v = 0.02 V s-1

+ lignina (1mg/ml)

4) reactividad con la lacasa La lacasa usada en este trabajo, ha sido producida por un nuevo hongo ligninolítico aislado de suelos de la isla de Tenerife, el Fusarium proliferatum por la Lcda. K. González Arbona (Prof. M.A. Falcón) gran estabilidad frente al pH (2-9) Características: gran estabilidad frente a T (50% de durante 2h a 50ºC) Se ha probado con el ABTS, haciendo uso, también, de la voltamperometría cíclica

Ocurren en el electrodo Análisis electroquímico del ABTS con lacasa En la celda electroquímica están ocurriendo las siguientes reacciones lacasa  lacasaox + e (electrodo) fase heterogénea lacasaox + ABTS lacasa + ABTS2+ (disolución) fase homogénea (LENTA) ABTS•+  ABTS2+ + e Einicial = 0.9 V Aumenta la cantidad de ABTS2+ y por tanto las corrientes de reducción. ABTS2+ + e  ABTS•+ (II’) ABTS•+ + e  ABTS (I’) Ocurren en el electrodo

ABTS: 0.2 m lacasa: 10 U/ml v = 0.02 Vs-1 Ei = 0.9 V 10 s

Conclusiones * Se ha simulado por vía electroquímica el sistema lacasa-mediador con cuatro de los cinco mediadores caracterizados previamente, frente a la oxidación de compuestos modelo de lignina y de lignina * Tres de ellos muestran actividad catalítica en el orden: ácido violúrico < acetosingona < ABTS (II), mientras que el catecol no resultó reactivo. * Aunque la reacción entre las lacasas y los mediadores suele ser relativamente lenta, se ha probado por vía electroquímica la reactividad de nuestra lacasa frente al ABTS, demostrándose que es capaz de oxidarlo al dicatión, como se ve por el aumento que experimenta la corriente de reducción.

Escobar Pacheco Nayra a, Gallego Torres Jaime a, González-Barreda Naranjo Pilar a, González Arbola Katy b, León González Francisco Oliver a, Méndez Herrera Elisa a, Mujica Pérez Ruyman a, Nieves Cedrés Maday a, Pérez Miranda Digna a Tutores: Dra. M.C. Arévaloa y Dr. M. A. Falcónb a Facultad de Química, Licenciatura en Química, Curso 5º, Química Física b Facultad de Farmacia, Doctorado en Ciencias de la Vida, Microbiología