Bionanoconjugados de Citocromo Tri- hémico e nanopartículas de Ouro para biorremediação de Cr(VI)

Dissertação para a obtenção do grau de Mestre em Biotecnologia

O presente estudo teve como principal objectivo estudar a formação de bionanoconjugados capazes de efectuar a biorremediação de Cr(VI), conjugando a capacidade de redução de Cr(VI) de uma proteína tri-hémica, PpcA, isolada de Geobacter sulfurreducens,com nanopartículas de ouro revestidas com ácido 11-mercaptoundecanóico (AuNP-MUA). A proteína PpcA foi obtida através de um sistema de sobrexpressão recombinante em Escherichia coli e purificada utilizando técnicas cromatográficas de permuta iónica e exclusão molecular. As AuNP foram sintetizadas seguindo o método de redução por citrato formando uma solução de ouro coloidal em meio aquoso. A formação dos bionanoconjugados foi caracterizada por diversas técnicas, nomeadamente medições de potencial zeta, electroforese em géis de agarose e espectroscopias de UV/Visível e de Ressonância Magnética Nuclear. Através destas técnicas foi possível comprovar a formação dos bionanoconjugados e determinar a quantidade de PpcA necessária para revestir totalmente a superfície das AuNP, concluindo-se que são necessárias 200 moléculas de PpcA para revestir totalmente a superfície de uma nanopartícula de ouro com um diâmetro médio de 15 nm. Foi possível também, através de espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear, determinar qual a região de interacção entre a PpcA e as AuNP. Esta região situa-se na vizinhança do hemo IV e envolve três segmentos de cadeia polipeptídica que incluem os resíduos 8-13, 44-48 e 67-71. A estabilidade dos bionanoconjugados relativamente à agregação induzida pelo aumento da força iónica e pH foi avaliada por espectroscopia de UV/Visível determinando-se que os bionanoconjugados com uma razão [PpcA]/[AuNP-MUA] igual a 200 são estáveis a concentrações de NaCl até 1 M e a valores de pH superiores a 7 e inferiores a 11. A capacidade redutora de Cr(VI) da PpcA foi avaliada por voltametria cíclica após imobilização da proteína num eléctrodo de óxido de estanho dopado com fluoreto (FTO) modificado com ouro nanoestruturado. Determinou-se que a PpcA é capaz de reduzir eficazmente o Cr(VI) a Cr(III) devido ao efeito catalítico desta proteína no processo de transferência electrónica.