Co-encapsulation of enzymes and antibodies for chemical deactivation of pathogens on paper

Le papier bioactif est obtenu par la modification de substrat du papier avec des biomolécules et des réactifs. Ce type de papier est utilisé dans le développement de nouveaux biocapteurs qui sont portables, jetables et économiques visant à capturer, détecter et dans certains cas, désactiver les agents pathogènes. Généralement les papiers bioactifs sont fabriqués par l’incorporation de biomolécules telles que les enzymes et les anticorps sur la surface du papier. L’immobilisation de ces biomolécules sur les surfaces solides est largement utilisée pour différentes applications de diagnostic comme dans immunocapteurs et immunoessais mais en raison de la nature sensible des enzymes, leur intégration au papier à grande échelle a rencontré plusieurs difficultés surtout dans les conditions industrielles. Pendant ce temps, les microcapsules sont une plate-forme intéressante pour l’immobilisation des enzymes et aussi assez efficace pour permettre à la fonctionnalisation du papier à grande échelle car le papier peut être facilement recouvert avec une couche de telles microcapsules. Dans cette étude, nous avons développé une plate-forme générique utilisant des microcapsules à base d’alginate qui peuvent être appliquées aux procédés usuels de production de papier bioactif et antibactérien avec la capacité de capturer des pathogènes à sa surface et de les désactiver grâce à la production d’un réactif anti-pathogène. La conception de cette plate-forme antibactérienne est basée sur la production constante de peroxyde d’hydrogène en tant qu’agent antibactérien à l’intérieur des microcapsules d’alginate. Cette production de peroxyde d’hydrogène est obtenue par oxydation du glucose catalysée par la glucose oxydase encapsulée à l’intérieur des billes d’alginate. Les différentes étapes de cette étude comprennent le piégeage de la glucose oxydase à l’intérieur des microcapsules d’alginate, l’activation et le renforcement de la surface des microcapsules par ajout d’une couche supplémentaire de chitosan, la vérification de la possibilité d’immobilisation des anticorps (immunoglobulines G humaine comme une modèle d’anticorps) sur la surface des microcapsules et enfin, l’évaluation des propriétés antibactériennes de cette plate-forme vis-à-vis l’Escherichia coli K-12 (E. coli K-12) en tant qu’un représentant des agents pathogènes. Après avoir effectué chaque étape, certaines mesures et observations ont été faites en utilisant diverses méthodes et techniques analytiques telles que la méthode de Bradford pour dosage des protéines, l’électroanalyse d’oxygène, la microscopie optique et confocale à balayage laser (CLSM), la spectrométrie de masse avec désorption laser assistée par matrice- temps de vol (MALDI-TOF-MS), etc. Les essais appropriés ont été effectués pour valider la réussite de modification des microcapsules et pour confirmer à ce fait que la glucose oxydase est toujours active après chaque étape de modification. L’activité enzymatique spécifique de la glucose oxydase après l’encapsulation a été évaluée à 120±30 U/g. Aussi, des efforts ont été faits pour immobiliser la glucose oxydase sur des nanoparticules d’or avec deux tailles différentes de diamètre (10,9 nm et 50 nm) afin d’améliorer l’activité enzymatique et augmenter l’efficacité d’encapsulation. Les résultats obtenus lors de cette étude démontrent les modifications réussies sur les microcapsules d’alginate et aussi une réponse favorable de cette plate-forme antibactérienne concernant la désactivation de E. coli K-12. La concentration efficace de l’activité enzymatique afin de désactivation de cet agent pathogénique modèle a été déterminée à 1.3×10-2 U/ml pour une concentration de 6.7×108 cellules/ml de bactéries. D’autres études sont nécessaires pour évaluer l’efficacité de l’anticorps immobilisé dans la désactivation des agents pathogènes et également intégrer la plate-forme sur le papier et valider l’efficacité du système une fois qu’il est déposé sur papier.

Sourcebook, NOx control technology data /

Mode of access: Internet.

Alternate enzymes for use in cholinesterase antagonist monitors : CAM's /

Mode of access: Internet.

Effects of coal-bound chlorine on furnace-wall corrosion under low-NOx conditions /

"5/02"--Colophon.

Intracellular enzymes; a course of lectures given in the physiological laboratory, University of London,

Mode of access: Internet.

Enzymes; properties, distribution, methods and applications,

Bibliography: p. 273-350.

Chemistry and methods of enzymes,

Includes bibliographies.

A numerical approach to modeling the catalytic voltammetry of surface-confined redox enzymes

A finite difference method for simulating voltammograms of electrochemically driven enzyme catalysis is presented. The method enables any enzyme mechanism to be simulated. The finite difference equations can be represented as a matrix equation containing a nonlinear sparse matrix. This equation has been solved using the software package Mathematica. Our focus is on the use of cyclic voltammetry since this is the most commonly employed electrochemical method used to elucidate mechanisms. The use of cyclic voltammetry to obtain data from systems obeying Michaelis-Menten kinetics is discussed, and we then verify our observations on the Michaelis-Menten system using the finite difference simulation. Finally, we demonstrate how the method can be used to obtain mechanistic information on a real redox enzyme system, the complex bacterial molybdoenzyme xanthine dehydrogenase.

Mechanical effects of plant cell wall enzymes on cellulose/xyloglucan composites

Xyloglucan-acting enzymes are believed to have effects on type I primary plant cell wall mechanical properties. In order to get a better understanding of these effects, a range of enzymes with different in vitro modes of action were tested against cell wall analogues (bio-composite materials based on Acetobacter xylinus cellulose and xyloglucan). Tomato pericarp xyloglucan endo transglycosylase (tXET) and nasturtium seed xyloglucanase (nXGase) were produced heterologously in Pichia pastoris. Their action against the cell wall analogues was compared with that of a commercial preparation of Trichoderma endo-glucanase (EndoGase). Both 'hydrolytic' enzymes (nXGase and EndoGase) were able to depolymerise not only the cross-link xyloglucan fraction but also the surface-bound fraction. Consequent major changes in cellulose fibril architecture were observed. In mechanical terms, removal of xyloglucan cross-links from composites resulted in increased stiffness (at high strain) and decreased visco-elasticity with similar extensibility. On the other hand, true transglycosylase activity (tXET) did not affect the cellulose/xyloglucan ratio. No change in composite stiffness or extensibility resulted, but a significant increase in creep behaviour was observed in the presence of active tXET. These results provide direct in vitro evidence for the involvement of cell wall xyloglucan-specific enzymes in mechanical changes underlying plant cell wall re-modelling and growth processes. Mechanical consequences of tXET action are shown to be complimentary to those of cucumber expansin.

The effects of pre-weaning undernutrition on the expression levels of free radical deactivating enzymes in the mouse brain

A mild degree of undernutrition brought about by restricting the amount of food in the diet is known to alter the life span of an animal. It has been hypothesised that this may be related to the effects of undernutrition on an animals anti-oxidant defense system. We have therefore, used real-time PCR (rt-PCR) techniques to determine the levels of mRNA expression for manganese superoxide dismutase (MnSOD), copper/zinc superoxide dismutase (Cu/ZnSOD), glutathione peroxidase 1 (GPx 1) and catalase in the brains of Quackenbush mice undernourished from conception until 21-post-natal days of age. It was found that 21- and 61-day-old undernourished mice had a deficit in the expression of Cu/ZnSOD in both the cerebellum and forebrain regions compared to age-matched controls. The expression of MnSOD was found to be greater in the cerebellum, but not the forebrain region, of 21-day-old undernourished mice. There were no significant differences in the expression of GPx 1 and catalase between control and undernourished or previously undernourished mice. Our results confirm that undernutrition during the early life of a mouse may disrupt some of the enzymes involved in the anti-oxidant defense systems.