Actividad catalítica de la enzima biorremediadora Lacasa, confinada en sistemas nanoestructurados: Efecto fotoprotector de micelas inversas de AOT

Abstract

Lacasa es una enzima multicobre que cataliza la oxidación de una gran variedad de sustratos orgánicos mediante la reducción acoplada de oxígeno molecular para formar agua [1]. Esta proteína forma parte del grupo de enzimas lignolíticas producidas por hongos, que poseen un elevado potencial para ser utilizadas como biorremediadoras de contaminantes aromáticos persistentes en el ambiente. Debido a que la mayoria de estos compuestos presentan agregación en medios acuosos, los sistemas micelares inversos ofrecen un alternativa que permite solubilizar los mismos manteniendo la actividad biológica de enzimas destinadas a biodegradación [2]. Por otro lado, las enzimas resultan altamente sensibles a procesos de fotooxidación debido a la presencia de cromóforos endógenos (ciertos aminoácidos en sus cadenas laterales y/o grupos prostéticos unidos), a la capacidad de unión a cromóforos exógenos y a su alta reactividad con especies en estado excitado. El daño oxidativo generalmente conlleva la modificación en la actividad enzimática por alteración de los aminoacidos fotooxidables que se encuentren en el sitio catalítico o cercanos a el. En este contexto se estudió la actividad de la enzima Lacasa de Trametes versicolor (LTv) antes y después de la exposición a la radiación UVB, tanto en medio homogéneo como en sistemas nanoestructurados de micelas inversas de AOT/isooctano. Se realizaron medidas de cinética enzimatica a pH 6 y 40ºC utilizando siringaldazina (SYR) como sustrato. Este compuesto pertenece a la familia de las azinas aromáticas y fue empleado como modelo de contaminante ambiental. En medio homogéneo los parámetros cinéticos: constante de Michaelis-Menten(KM), constante catalítica (kcat) y eficiencia catalítica (kcat/KM) indicaron que la actividad se ve afectada por la irradiación de la enzima. La afinidad de LTv por SYR se ve dimsinuida asi como la capacidad de transformar sustrato en producto. En micelas inversas de AOT 0,15 M/isooctando W0=30, la enzima mostró actividad y fue capaz de catalizar la reacción de oxidación de SYR. Aunque los parámetros cinéticos indican una disminución de la actividad respecto al medio homogéneo, el valor de la eficiencia catalítica refleja un efecto fotoprotector en el sistema micelar. La relación kcat/KM parece no variar luego de someter la enzima al proceso de fotólisis directa. Este fenómeno observado podría ser consecuencia de cambios en las propiedades físicas del microentorno las cuales podrían modificar diversos procesos fotoquímicos. Si bien estos resultados son preliminares, consideramos que son prometedores respecto a la utilización de medios organizados para la optimización de procesos de remediación de xenobióticos que incluyen enzimas.