RED DE BIODEGRADACIÓN DE LIGNINA Y HEMICELULOSA

Presentación del tema: "RED DE BIODEGRADACIÓN DE LIGNINA Y HEMICELULOSA"— Transcripción de la presentación:

1 RED DE BIODEGRADACIÓN DE LIGNINA Y HEMICELULOSA
“ Estudio comparativo de la acción de mediadores redox de lacasa en la transformación de ligninas” K. González Arzola a, M.C. Arévalo b, M.A. Falcón a a. Departamento de Microbiología y Biología Celular, Universidad de La Laguna, Tenerife. b. Departamento de Química Física, Universidad de La Laguna, Tenerife.

2 OBJETIVOS Caracterización electroquímica de los mediadores redox
Desarrollo de sistemas acuosos lacasa-mediador para la transformación de ligninas Estudio de las transformaciones mediante técnicas cromatográficas, espectrofotométricas y electroquímicas

3 1-Hidroxibenzotriazol (HBT)
Mediadores 2,2’-azino-bis-3- etilbenzotiazolin -6-ácido sulfónico (ABTS) Ácido violúrico (VA) 1-Hidroxibenzotriazol (HBT)

4 Ligninas Lignina de Kraft (Indulina AT, Westvaco): KL
Lignina Björkman de pino: PL

5 Sistema Lacasa-mediador (LMSs)
Componentes 1 mg Lignina (KL o PL) en 5 mM NaOH 0.2 U Lacasa en Tampón Mc Ilvaine 0,1 M pH 6 1 mM ABTS 10 mM VA 1 mM HBT 37ºC rpm

6 Después de 48 h de incubación:
Espectrofotometría UV-Vis Cromatografía de Exclusión molecular (SE) en HPLC

7 Cromatografía de exclusión molecular en HPLC
Aliquat mM en Tetrahidrofurano Bomba binaria Waters 1525 Inyector automático Columnas GHXL HXL 3000 HXL 4000 Fotodiodo Array Perfiles de MM Espectros UV-Vis

8 Electrodo de trabajo (grafito)
Voltametría Cíclica Electrodo de trabajo (grafito) Contraelectrodo (Pt) Electrodo de ref. (ECS) Mediadores 0,2 mM Ligninas 0,2 mg/ml Velocidad 5 mV/s 37ºC Citrato sódico pH 6 37ºC Potenciostato- galvanostato Ciclovoltagramas

9 Voltametría Cíclica: ABTS
PL + ABTS KL + ABTS Potencial (V) 0.2 0.6 1 0.8 0.4 9 14 -1 4 19 0.2 0.6 1 0.8 0.4 7 11 -1 3 15 Potencial (V) ABTS2+ E0’ 854 mV ABTS·+ E0’ 440 mV ABTS ABTS PL KL

10 Voltametría Cíclica: VA
KL + VA PL + VA Potencial (V) 0.2 0.6 1 0.8 0.4 2.8 4.8 -1.2 6.8 Potencial (V) 0.2 0.6 1 0.8 0.4 4 7 -2 10 E0’ 632 mV PL KL VA VA

11 Voltametría Cíclica: HBT
E0’~ 840 mV KL + HBT Potencial (V) 0.2 0.6 1 0.8 0.4 5 7.5 2.5 10 Potencial (V) 0.2 0.6 1 0.8 0.4 4 6 2 8 PL + HBT HBT HBT PL KL

12 Cromatografía SE : ABTS
KL PL 87 kDa 0,8 kDa 87 kDa 0,8 kDa 10 20 30 40 50 60 70 0.03 0.06 0.09 0.12 Tiempo (min) 0.0125 0.025 0.0375 0.05 Tiempo (min) 10 20 30 40 50 60 70 Lac activa Lac activa Control Control

13 Espectrofotometría UV- VIS
nm 230 240 260 270 280 300 340 395 KL ABTS (66 min) 62.4 160.9 89.9 658.9 58.5 166.4 113.2 7.7 VA (32 min) 4.6 3.1 3.6 3.5 3.4 3.7 4.0 4.7 HBT 1.4 1.5 1.6 1.7 1.3 PL (46 min) 16.9 17.4 12.2 13.5 14.1 22.7 203.2 4.2 (26 min) 23.6 30.2 19.9 6.7 4.8 3.9 (24 min) 0.9 4.1 4.3 2.8 2.7 3.3 89.9 658.9 113.2

14 Cromatografía SE : VA KL PL Lac activa Lac activa Control Control
400 kDa 5,6 kDa 400 kDa 5,6 kDa Tiempo (min) 0.03 0.06 0.09 0.12 10 20 30 40 50 60 70 Tiempo (min) 0.015 0.03 0.045 0.06 10 20 30 40 50 60 70 Lac activa Lac activa Control Control

15 Cromatografía SE : HBT KL PL Control Control Lac activa Lac activa
400 kDa 5,6 kDa 400 kDa 5,6 kDa Tiempo (min) 0.12 0.24 0.36 0.48 10 20 30 40 50 60 70 Tiempo (min) 0.045 0.09 0.135 0.18 10 20 30 40 50 60 70 Control Control Lac activa Lac activa

16 Los mediadores HBT y VA inactivan a las lacasas (Li et al. 1999).
La estabilidad de los sistemas lacasa-mediador se incrementa en presencia de las ligninas. Por tanto, la gran despolimerización detectada podría deberse a este efecto.

17 CONCLUSIONES Los estudios electroquímicos revelaron que el ABTS presentó los mejores resultados catalíticos. El radical ABTS.+ oxidó la KL con mayor intensidad, mientras que el dicatión ABTS2+ catalizó mejor a la PL. 2. El sistema lacasa-ABTS despolimerizó ambas ligninas, despolimerización que resultó más importante para la PL. 3. Los sistemas constituidos por los mediadores N-OH (VA y HBT) polimerizaron ambas ligninas. Esta polimerización fue más intensa que con lacasa sola, lo que se podría atribuir parcialmente a la mayor estabilidad en presencia de estos mediadores y de ligninas.