Líquidos iónicos como uma ferramenta para aumentar a eficiência de enzimas

Dissertação de Mestrado em Biotecnologia e Qualidade AlimentarA Química sustentável é uma das áreas científicas que maior relevo tem tido nos últimos anos. A constante procura por processos alternativos baseados em tecnologias “limpas” estende-se a todas as áreas da química, desde a química de síntese até à biocatálise enzimática. A tese envolveu a aprendizagem de técnicas de síntese e purificação de líquidos iónicos, pois para além de líquidos iónicos disponíveis comercialmente também foram utilizadas líquidos iónicos específicos a que poucos grupos de investigação têm acesso. Foram implementados dois métodos distintos para medir a actividade catalítica da -amílase. No primeiro método utilizado, DNS, verificou-se que alguns dos aniões utilizados interferiam com os reagentes de coloração, adulterando os resultados obtidos. Assim, optimizou-se um segundo método baseado na medição do complexo amido-iodo que se revelou mais abrangente e fidedigno. Os resultados do DSF permitem avaliar a estabilidade estrutural da enzima. A análise conjunta dos resultados de estabilidade e de actividade catalítica da enzima permitem obter informação relevante sobre os melhores líquidos iónicos a utilizar. Foram realizados vários estudos utilizando sistemas aquosos bifásicos como ferramenta para a extracção de -amilase, contudo a interferência dos sais inorgânicos com os métodos de medida da actividade catalítica em cada uma das fases formadas não permitiu uma avaliação definitiva dos melhores sistemas a utilizar, pelo que novos estudos complementares são necessários, possivelmente com a optimização de um terceiro método de quantificação de actividade catalítica. Os estudos realizados por FTIR para identificar interacções entre a enzima e os líquidos iónicos foi realizado muito perto do final deste trabalho e os resultados obtidos mostram que o método utilizado ainda necessita de ser trabalhado em pormenor utilizando distintas condições experimentais.Sustainable chemistry is one of the more relevant scientific areas over the last few years. The continuous search for alternative processes based on clean technologies spreads all over areas of chemistry from synthetic chemistry to enzymatic biocatalysis. This thesis included the synthesis and purification of ionic liquids, since some specifically designed ionic liquids were used complementary to the ones commercially available. Two distinct methods for measuring the -amilase catalytic activity were implemented. In the first method, a DNS assay, it was verified the interference of some ionic liquid anions with the colour reagents, which adulterated the obtained results. Then, a new method based on the formation of the starch-iodine complex was optimized and revealed a broader application than the former one. The DSF results were used to evaluate the structural stability of the enzyme. The analysis of both stability and activity levels of the enzyme enabled us to obtain relevant information on the best ionic liquids for this process. Several tests were performed using aqueous biphasic systems as a tool to extract -amilase. However, the interference of the inorganic salts in the methods used to evaluate the catalytic activity didn’t allow to make a final conclusion of the best systems and further complimentary studies are needed, possibly the optimization of a third method to quantify the enzyme’s catalytic activity. The FTIR studies performed to identify the interactions between enzyme and IL were conducted very close to the end of the workplan and the experimental results show that the used method has to be optimized using distinct experimental conditions