BIOCATALIZADORES ENZIMATICOS DISEÑO MACROSCOPICO Vs MICROSCOPICO

Presentación del tema: "BIOCATALIZADORES ENZIMATICOS DISEÑO MACROSCOPICO Vs MICROSCOPICO"— Transcripción de la presentación:

1 BIOCATALIZADORES ENZIMATICOS DISEÑO MACROSCOPICO Vs MICROSCOPICO

2 SOPORTES PARA PREPARACION DE BIOCATALIZADORES INDUSTRIALES
Área especifica (m2/gr)  Carga de enzima Morfología interna Densidad de grupos activables Hidrofóbicos hidrofílicos… Resistencia mecánica (tipo de reactor) Precio } diseño microscopico

3 AREA ESPECIFICA: SOLIDOS POROSOS
Poros cilíndricos = 2 r.l 22 r.l  poro 2 =  Sólidos macroporosos  500Å = 40 m2/ml  Proteínas pequeñas

4 AREA ESPECIFICA: SOLIDOS NO POROSOS
3 = R Macropartículas  100μM  0.03m2/ml Nanoparticulas  0.1μ  30m2/ml Nanopartículas magneticas ??

5 MORFOLOGIA INTERNA

6 SOPORTES POLIMERICOS CON POROS MACROSCOPICOS
MORFOLOGIA INTERNA SOPORTES POLIMERICOS CON POROS MACROSCOPICOS Entrecruzamiento fuerte En presencia de agentes porógenicos Entrecruzamiento suave Congruencia enzima-soporte Resistencia mecánica Resistencia medios orgánicos

7 SOPORTES MACROPOROSOS
Orgánicos naturales: agarosa, celulosa… Inorgánicos: sílice, vidrio, cerámicas Sintéticos: poliacrílicos, poliestireno Laboratorio: vale cualquiera… Industria: epoxi-acrilicos…

8 DENSIDAD SUPERFICIAL DE GRUPOS ACYIVABLES
3 5 μmoles enzima/ml  50m2/ml > 100 μmoles grupos/ml  50m2/ml

9 ESTABILIDAD DE GRUPOS REACTIVOS
tiempo

10 TAMAÑO DE LA ENZIMA Enzima 200-500.000  10 mg/ml (2000Å)
>>> 100 centros activos xxx

11 Cualquier soporte, cualquier método de activación,
BIOCATALIZADOR ESCALA LABORATORIO 0.1 mg/ml de enzima enzima no estabilizada no importan propiedades mecanicas, precio… Cualquier soporte, cualquier método de activación, enzimas muy impuras BIOCATALIZADORES INDUSTRIALES

12 Reactores “tipo cesta” Reactores de membrana Monolitos
REACTORES ENZIMATICOS Tanque agitado Lecho fijo Lecho fluidizado Reactores “tipo cesta” Reactores de membrana Monolitos Partículas magnéticas

13 TANQUE AGITADO Ajuste de pH !!!!! Oxigeno (oxidasas) Soportes muy resistentes a la agitación

14 LECHO FIJO Ajustes de pH Flujos relativamente bajos (solido-liquido)

15 Flujos muy altos Dificiles de manejar Metodos de inmovilizacion sencillo

16 REACTORES DE MEMBRANA S P Sustratos insolubles
Regeneración de cofactores Inactivación de enzimas por interfases P

17 INACTIVACION DE ENZIMAS POR INTERFASES
Bolsillos hidrofóbicos internos Aire, oxigeno Disolventes organicos

18 MODIFICACION DE ENZIMAS CON POLIMEROS HIDROFILICOS
Se dificultan las interacciones con interfases

19 Resultados lore articulo
Estabilización de la enzima GOX frente a la acción de interfases por recubrimiento con dextranos de su superficie (fuerte agitacion) : Gox soluble (0.15 IU/mL). : Conjugado Gox-dextrano (20000 Mw) (0.15 IU/mL) : Control sin agitación. Resultados lore articulo

20 Estabilización de la enzima DAAO frente a la acción de interfases
Generadas por agitación en sistemas disolvente inmiscible/tampón acuosos por recubrimiento con dextranos : DAO no modificada (0.04 IU/mL). : Conjugado DAO-dextrano (20000 Mw) (0.04 IU/mL)  Control sin agitación. En experimento se realizó a 4ºC en 50% heptano/tampón acuosos bajo fuerte agitación

21 REACTORES CON ENZIMAS INMOVILIZADAS SOBRE NANOPARTICULAS MAGNETICAS
Substratos insolubles Reactores muy sencillos Inactivacion por interfase Particulas resistentes a la agitacion

22 CONCLUSIONES A B Diseño microscópico  Estabilizacion
Diseño microscópico  Purificacion, soporte y activacion Reactores (sólido-liquido)  O2, pH,… A B Microbiologia, Biologia Molecular, Purificacion, Ingenieria Enzimatica, Ingenieria Quimica