Enzima artificial: diferenças entre revisões
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O [[Ouro]] (Au) é um metal pesado, com baixa reatividade química, sendo muito utilizado na fabricação de joias e produção de eletrônicos. Nos últimos anos diversos estudos veem sendo realizados visando melhorar a compreensão dos possível usos desse elementos em diferentes materiais. Dentre os estudos realizados estão o desenvolvimento de nanopartículas de ouro que apresentaram a capacidade de catalisar reações de oxidação, sendo assim esses materiais possuem grande similaridade com as enzimas oxidorredutases.<ref>{{Citar periódico |url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/nn102592h |titulo=Self-Catalyzed, Self-Limiting Growth of Glucose Oxidase-Mimicking Gold Nanoparticles |data=2010-12-28 |acessodata=2022-02-13 |jornal=ACS Nano |número=12 |ultimo=Luo |primeiro=Weijie |ultimo2=Zhu |primeiro2=Changfeng |paginas=7451–7458 |lingua=en |doi=10.1021/nn102592h |issn=1936-0851 |ultimo3=Su |primeiro3=Shao |ultimo4=Li |primeiro4=Di |ultimo5=He |primeiro5=Yao |ultimo6=Huang |primeiro6=Qing |ultimo7=Fan |primeiro7=Chunhai}}</ref> |
O [[Ouro]] (Au) é um metal pesado, com baixa reatividade química, sendo muito utilizado na fabricação de joias e produção de eletrônicos. Nos últimos anos diversos estudos veem sendo realizados visando melhorar a compreensão dos possível usos desse elementos em diferentes materiais. Dentre os estudos realizados estão o desenvolvimento de nanopartículas de ouro que apresentaram a capacidade de catalisar reações de oxidação, sendo assim esses materiais possuem grande similaridade com as enzimas oxidorredutases.<ref>{{Citar periódico |url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/nn102592h |titulo=Self-Catalyzed, Self-Limiting Growth of Glucose Oxidase-Mimicking Gold Nanoparticles |data=2010-12-28 |acessodata=2022-02-13 |jornal=ACS Nano |número=12 |ultimo=Luo |primeiro=Weijie |ultimo2=Zhu |primeiro2=Changfeng |paginas=7451–7458 |lingua=en |doi=10.1021/nn102592h |issn=1936-0851 |ultimo3=Su |primeiro3=Shao |ultimo4=Li |primeiro4=Di |ultimo5=He |primeiro5=Yao |ultimo6=Huang |primeiro6=Qing |ultimo7=Fan |primeiro7=Chunhai}}</ref> |
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==== Derivados de Carbono ==== |
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=== Funcionamento<ref>{{Citar periódico |url=https://doi.org/10.1007/978-981-15-1490-6 |titulo=Nanozymology |data=2020 |acessodata=2022-02-20 |jornal=Nanostructure Science and Technology |editor-sobrenome=Yan |editor-nome=Xiyun |lingua=en-gb |doi=10.1007/978-981-15-1490-6 |issn=1571-5744}}</ref> === |
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As nanoenzimas possuem como característica fundamental a capacidade de mimetizar uma enzima natural. De forma geral, as nanoenzimas são muito menores do que as enzimas naturais, com isso elas apresentam como foco a mimetização da região a qual ocorre a interação da enzima com o seu substrato, ou seja, com o sítio ativo da enzima. |
As nanoenzimas possuem como característica fundamental a capacidade de mimetizar uma enzima natural. De forma geral, as nanoenzimas são muito menores do que as enzimas naturais, com isso elas apresentam como foco a mimetização da região a qual ocorre a interação da enzima com o seu substrato, ou seja, com o sítio ativo da enzima. |
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Tendo em vista o efeito de mimetização desempenhado pelas nanoenzimas, não há uma um modelo preciso que descreva o funcionamento de todas as nanopartículas que apresentam possibilidade de atuar como uma enzima artificial. No entanto, sabe-se que as nanoenzimas possuem características intrínsecas em sua estruturas que as aproximam das enzimas naturais, ou seja, elas possuem substratos, [[pH]], temperatura de ação e [[cinética química]] semelhantes. Com isso, conhecendo a nanoestrutura e a enzima natural que ela está mimetizando é possível prever como será a ação da nanoenzima. |
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Revisão das 15h36min de 20 de fevereiro de 2022
Enzima artificial (mimetização enzimática) consiste em uma molécula orgânica ou íon sintético, os quais apresentam a capacidade de recriar a função de uma enzima natural. Essas estruturas artificiais são, em maioria, pequenos complexos moleculares que simulam as propriedades espectroscópicas ou a reatividade de uma enzima natural.
Enzimas Naturais
Funcionamento
Enzimas são proteínas que atuam como catalisadores em sistemas biológicos (biocatálise). A catálise consiste em acelerar a velocidade com que a reação química ocorre por meio do desenvolvimento de uma nova rota, com menor energia de ativação, para a reação em que o catalisador está acelerando. Em relação a biossistemas, a função de catalisador é desempenhado pela enzima, ou seja, os diferentes tipos de enzimas atuam nos seres vivos acelerando a velocidade em que ocorrem algumas reações vitais para a manutenção da vida orgânica.
Em reações catalisadas por enzimas, o reagente é conhecido como substrato, e o intermediário formado entre o substrato e a enzima é conhecido como complexo. Quanto a estrutura da enzima, a região da enzima onde ocorre a interação com o substrato é conhecido como sítio ativo
Tipos
As enzimas desempenham grande papel para a sustentação dos organismos vivos, sendo elas responsáveis por acelerar os processos bioquímicos responsáveis pela manutenção de um ser vivo. As enzimas são caracterizadas em 7 diferentes grupos de acordo com o tipo de substrato padrão que elas possuem. Sendo esses grupos:
- G1 Oxidorredutases – Catalisam reações de Oxirredução.
- G2 Transferases – Catalisam reações de transferência de grupos funcionais entre diferentes moléculas.
- G3 Hidrolases – Catalisam reações de hidrólise.
- G4 Liases – Catalisam reações de eliminação.
- G5 Isomerases – Catalisam reações de isomerização de uma molécula.
- G6 Ligases – Catalisam reações de formação de ligações covalentes entre duas moléculas.
- G7 Translocases – Catalisam a movimentação de íons ou moléculas através da membrana plasmática.
Nanoenzimas Artificias
As nanoenzimas são nanomateriais que possuem a capacidade de atuar como uma enzima artificial. Essas nanoenzimas possuem diversas aplicações, tais como terapia para tratamento de tumores, degradação de poluentes, detecção de ions e moléculas, entre outras funções.
História
O termo "nanoenzima" foi proposto em 2004 por Pasquato, Scrimin [1] para descrever a ação catalítica desempenhada por uma nanoestrutura em uma reação de transfosforilação,[2] a partir desse momento nanoenzima passou a ser a terminologia geral para descrever qualquer nanoestrutura que possui a capacidade de similar a ação de uma enzima. No entanto, desde o final do século XX já eram descobertos diversas nanoestruturas que atuavam como catalisadores em biossistemas.
Em 2016, pesquisadores da Universidade de Nanjing (Nanquim - China) publicaram um livro com uma compilação das estruturas que até então eram conhecidas por atuar como uma enzima artificial.[3] Após essa publicação diversas novas nanoestruturas veem sendo desenvolvidas com o proposito de atuarem como biocatalisadores.
Tipos
Existem diversos tipos de nanoenzimas, e não existe uma nomenclatura consolidada que englobe todas as nanoenzimas conhecidas. Contudo, para efeito de organização, essas nanoestruturas podem ser catalogadas de acordo com o esqueleto base da nanopartícula.
Derivados de Cério
Derivados de Ferro
Derivados de Cobre
Derivados de Ouro
O Ouro (Au) é um metal pesado, com baixa reatividade química, sendo muito utilizado na fabricação de joias e produção de eletrônicos. Nos últimos anos diversos estudos veem sendo realizados visando melhorar a compreensão dos possível usos desse elementos em diferentes materiais. Dentre os estudos realizados estão o desenvolvimento de nanopartículas de ouro que apresentaram a capacidade de catalisar reações de oxidação, sendo assim esses materiais possuem grande similaridade com as enzimas oxidorredutases.[4]
Derivados de Platina
A Platina (Pt) é um metal pesado, pouco reativo, maleável e dúctil. Platina metálica e compostos derivados dela são usados em diversos tipos de reações como catalisadores (ex: hidrogenação catalítica de alcenos). Assim como no caso do Ouro,
Derivados de Carbono
Funcionamento[5]
As nanoenzimas possuem como característica fundamental a capacidade de mimetizar uma enzima natural. De forma geral, as nanoenzimas são muito menores do que as enzimas naturais, com isso elas apresentam como foco a mimetização da região a qual ocorre a interação da enzima com o seu substrato, ou seja, com o sítio ativo da enzima.
Tendo em vista o efeito de mimetização desempenhado pelas nanoenzimas, não há uma um modelo preciso que descreva o funcionamento de todas as nanopartículas que apresentam possibilidade de atuar como uma enzima artificial. No entanto, sabe-se que as nanoenzimas possuem características intrínsecas em sua estruturas que as aproximam das enzimas naturais, ou seja, elas possuem substratos, pH, temperatura de ação e cinética química semelhantes. Com isso, conhecendo a nanoestrutura e a enzima natural que ela está mimetizando é possível prever como será a ação da nanoenzima.
Usos e Perspectivas
Referências
- ↑ Liang, Minmin; Yan, Xiyun (20 de agosto de 2019). «Nanozymes: From New Concepts, Mechanisms, and Standards to Applications». Accounts of Chemical Research (8): 2190–2200. ISSN 0001-4842. doi:10.1021/acs.accounts.9b00140. Consultado em 11 de fevereiro de 2022
- ↑ Manea, Flavio; Houillon, Florence Bodar; Pasquato, Lucia; Scrimin, Paolo (19 de novembro de 2004). «Nanozymes: Gold-Nanoparticle-Based Transphosphorylation Catalysts». Angewandte Chemie International Edition (em inglês) (45): 6165–6169. ISSN 1433-7851. doi:10.1002/anie.200460649. Consultado em 11 de fevereiro de 2022
- ↑ Nanozymes : next wave of artificial enzymes. Xiaoyu Wang, Wenjing Guo, Yihui Hu, Jiangjiexing Wu, Hui Wei. Berlin: [s.n.] 2016. OCLC 954214928
- ↑ Luo, Weijie; Zhu, Changfeng; Su, Shao; Li, Di; He, Yao; Huang, Qing; Fan, Chunhai (28 de dezembro de 2010). «Self-Catalyzed, Self-Limiting Growth of Glucose Oxidase-Mimicking Gold Nanoparticles». ACS Nano (em inglês) (12): 7451–7458. ISSN 1936-0851. doi:10.1021/nn102592h. Consultado em 13 de fevereiro de 2022
- ↑ Yan, Xiyun, ed. (2020). «Nanozymology». Nanostructure Science and Technology (em inglês). ISSN 1571-5744. doi:10.1007/978-981-15-1490-6. Consultado em 20 de fevereiro de 2022