Resolução enzimática do (R, S)-1-feniletanol catalisada pela lipase de Pseudomonas cepacia imobilizada em hidróxidos duplos lamelares

Abstract

Resumo: O presente trabalho trata da preparação e caracterização de três tipos de materiais, todos envolvendo hidróxidos duplos lamelares (HDL) contendo os íons de zinco e alumínio (na razão molar 2:1) e lipases, com interesse para a produção de um sistema bioinorgânico. A lipase de Pseudomonas cepacia (LipPS) foi escolhida como um enzima modelo, sendo imobilizada nos HDL via métodos de adsorção, coprecipitação direta e delaminação. A eficiência da imobilização foi dependente do método de imobilização e do tipo de tampão utilizado (GlyGly e MOPS) e água. O método de adsorção foi o que propiciou os melhores resultados. A caracterização dos materiais e dos derivados imobilizados foi realizada por difração de raios X (DRX), espectroscopia vibracional na região do infra vermelho (FTIR), análise térmica (TGA/DTG), microscopia eletrônica de varredura acoplada à sonda de espectroscopia de energia dispersiva (MEV/EDS), microscopia eletrônica de transmissão (MET), e determinação quantitativa do teor de C,H e N. O desempenho da LipPS livre e imobilizada foi determinada pela reação de transesterificação do (R,S)-1-feniletanol e quantificada por cromatografia em fase gasosa, com coluna quiral. Os derivados imobilizados preparados via adsorção apresentaram excelentes conversões (c=50%) com excesso enantiomérico do produto (eep) maior que 99% e coeficiente de enantiosseletividade (E) maior que 200. Com a imobilização via método da coprecipitação direta, observou-se uma variação na conversão (5% <C <39%) e seletividade (E>200), dependendo do tipo tampão usado. As menores conversões foram observadas na coprecipitação direta utilizando água no processo de imobilização e as maiores conversões foram verificadas quando foi utilizado o tampão MOPS. Para a imobilização da LipPS via delaminação houve uma conversão de 36% e coeficiente de enantiosseletividade maior que 200.

Abstract: The present work deals with the preparation and characterization of three types of materials, all involving layered double hydroxides (LDH) containing zinc and aluminum ions (in molar ratio 2: 1) and lipases, with interest for the production of a bioinorganic system . A lipase from Pseudomonas cepacia (LipPS) was chosen as a model enzyme and was immobilized in HDL by adsorption, direct coprecipitation and delamination methods. The efficiency of immobilization depends on the immobilization method and the type of use used (GlyGly and MOPS) and water. The adsorption method for the best product. A characteristic of the materials and the immobilized derivatives was performed by X-ray diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared vibration Spectroscopy (FTIR), thermal analysis (TGA / DTG), scanning electron microscopy coupled to the dispersive energy spectroscopy (SEM) and quantitative determination of the C, H and N. The performance of free and immobilized LipPS was determined by the transesterification reaction of (R,S) -1- phenylethanol and quantified by gas chromatography with chiral column. The immobilized derivative products prepared by adsorption presented excellent conversions (c = 50%) with enantiomeric excess of the product (eep) greater than 99% and coefficient of enantioselectivity (E) higher than 200. With an immobilization by direct coprecipitation method, (5% <c <39%) and selectivity (E> 200), depending on the type of buffer used. The lowest conversions were observed in the direct coprecipitation without the modification and the larger conversations were verified when the MOPS buffer was used. For immobilization of LipPS by delamination, there was a conversion of 36% and an enantioselectivity coefficient greater than 200.