Immobilization of Enzymes Acting on Macromolecular Substrates: Reduction of Steric Problems

Guisán, José M.; Penzol, Guadalupe; Armisén, Pilar; Bastida, Ágatha; Blanco, Rosa M.; Fernández‐Lafuente, Roberto; García‐Junceda, Eduardo

doi:10.1385/0-89603-386-4:261

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“…40,41 Preactivation allows only primary amino groups of the enzyme to react with the aldehyde groups introduced by modification of the amino groups of the support. 42,43 With nonactivated supports, primary amino groups as well as other amino groups on the enzyme's surface react with the support layer, leading to greater conformational changes and lower stability. 24 The deleterious effects of GAX on GOx also derive from side reactions of H 2 O 2 with glutaraldehyde to produce epoxides.…”

Section: Degradation Of Glutaraldehyde Cross-linked Glucose Oxidasementioning

confidence: 99%

Common Causes of Glucose Oxidase Instability in In Vivo Biosensing: A Brief Review

Harris

Reyes

López

2013

J Diabetes Sci Technol

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Abbreviations: (CBD) chitin-binding domain, (ELP) elastin-like polypeptide, (GAX) glutaraldehyde cross-linking, (GOx) AbstractClinical management of diabetes must overcome the challenge of in vivo glucose sensors exhibiting lifetimes of only a few days. Limited sensor life originates from compromised enzyme stability of the sensing enzyme. Sensing enzymes degrade in the presence of low molecular weight materials (LMWM) and hydrogen peroxide in vivo. Sensing enzymes could be made to withstand these degradative effects by (1) stabilizing the microenvironment surrounding the sensing enzyme or (2) improving the structural stability of the sensing enzyme genetically. We review the degradative effect of LMWM and hydrogen peroxide on the sensing enzyme glucose oxidase (GOx). In addition, we examine advances in stabilizing GOx against degradation using hybrid silica gels and genetic engineering of GOx. We conclude molecularly engineered GOx combined with silica-based encapsulation provides an avenue for designing long-term in vivo sensor systems.

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Section: Degradation Of Glutaraldehyde Cross-linked Glucose Oxidasementioning

confidence: 99%

Common Causes of Glucose Oxidase Instability in In Vivo Biosensing: A Brief Review

Harris

Reyes

López

2013

J Diabetes Sci Technol

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“…Amino-agarose gel (monoaminoethyl-N-aminoethylagarose) containing 75 lmol amino groups/g of suction-dried gel was prepared as described previously by Guisán et al (1997).…”

Section: Preparation Of Amino-agarose Gelmentioning

confidence: 99%

One-step purification and characterization of an intracellular β-glucosidase from Metschnikowia pulcherrima

González-Pombo

Pérez²,

Carrau³

et al. 2008

Biotechnol Lett

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A collection of 60 non-Saccharomyces yeasts isolated from grape musts in Uruguayan vineyards was screened for beta-glucosidase activity and Metschnikowia pulcherrima was the best source of this enzyme activity. Its major beta-glucosidase was successfully purified to homogeneity by ion-exchange chromatography on amino-agarose gel. The enzyme exhibited an optimum catalytic activity at 50 degrees C and pH 4.5 and was active against (1 --> 4)-beta and (1 --> 2)-beta glycosidic linkages. In spite of preserving 100% of its activity and stability in the presence of 12% (v/v) ethanol and 5 g glucose/l, the enzyme was unstable below pH 4. We characterized the beta-glucosidase from M. pulcherrima with a view to its potential applications in wine-making.

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“…A fim de se contornar essas desvantagens, a imobilização de enzimas em suportes sólidos insolúveis com retenção de sua atividade catalítica é uma estratégia pesquisada para tornar essas biomoléculas atrativas do ponto de vista industrial 4 . Além disso, estudos indicam que resíduos agroindustriais como o bagaço de cana-de-açúcar podem ser utilizados como suportes para imobilização de enzimas e representam um importante recurso, devido preocupação com as questões ambientais e por apresentar redução de custos do processo 4,5 . Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o bagaço de cana submetido a tratamentos químicos e térmico para imobilização de beta-glicosidase de cotilédones de soja.…”

Section: Introductionunclassified

Testes Preliminares com Bagaço de Cana-de-açúcar para Imobilização de beta-glicosidase de Cotilédones de Soja

Moreira

Mauro

Ferreira

et al. 2013

BBR - Biochem. Biotechnol.

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RESUMOA imobilização de enzimas é uma alternativa para sua reutilização e redução de custos em processos industriais. O bagaço de cana-de-açúcar pode ser um suporte viável, pois é atóxico e tem baixo custo. A beta-glicosidase hidrolisa ligações beta-glicosídicas e pode ser aplicada em vários setores. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o bagaço de cana-de-açúcar submetido a tratamentos químicos e térmico para imobilização de beta-glicosidase de soja. O bagaço foi tratado com NaOH, etanol 70%, calor úmido a 121 ºC por 15 min e ativação com glutaraldeído 2,5%. A beta-glicosidase de soja foi obtida por ultrafiltração em membranas de 100 e 10 kDa. Os maiores rendimentos de imobilização da beta-glicosidase (68,3%) foram obtidos utilizando bagaço ativado com glutaraldeído e quando esta ativação foi precedida pelos tratamentos com NaOH e autoclavagem (76,1%). As médias de proteína e enzima imobilizada obtidas pelos tratamentos do bagaço não diferiram significativamente entre si (p≥0,05). Palavras-chave:Imobilização, β-glicosidase, soja, bagaço de cana-de-açúcar. INTRODUÇÃONos últimos anos, a utilização de enzimas na indústria cresceu devido às vantagens frente aos catalisadores químicos, tais como elevada atividade catalítica, especificidade por determinado substrato e elevada atividade em condições brandas de temperatura e pressão 1 . A beta-glicosidase (beta-D-glicosídeo-glicohidrolase, EC 3.2.1.21) pertence a um grupo de hidrolases capazes de clivar as ligações beta-glicosídicas de di e/ou oligossacarídeos, ou outros conjugados glicosídicos. Esta enzima, amplamente distribuída na natureza, tem papel fundamental em muitos processos biológicos como a degradação de biomassa celulósica, hidrólise de glicolipídeos, cianogênese e modificação de metabólitos secundários, como as isoflavonas 2 . Entretanto, a dificuldade de recuperação da forma solúvel da enzima do meio reacional para posterior aplicação e o alto custo são desvantagens do emprego de enzimas 3 . A fim de se contornar essas desvantagens, a imobilização de enzimas em suportes sólidos insolúveis com retenção de sua atividade catalítica é uma estratégia pesquisada para tornar essas biomoléculas

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Immobilization of Enzymes Acting on Macromolecular Substrates: Reduction of Steric Problems

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Testes Preliminares com Bagaço de Cana-de-açúcar para Imobilização de beta-glicosidase de Cotilédones de Soja

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