Rational Design of a Biocatalyst Based on Immobilized CALB onto Nanostructured SiO2

Autores
Llerena Suster, Carlos Rafael; Toledo, María V.; Matkovic, Silvana Raquel; Morcelle del Valle, Susana Raquel; Briand, Laura Estefania
Año de publicación
2023
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
The adsorption of the lipase B from Candida antarctica (CALB) over nanostructured SiO2 (Ns SiO2 from now on) with and without the addition of polyols (sorbitol and glycerol) was investigated. The isotherms of adsorption made it possible to establish that the maximum dispersion limit was 0.029 µmol of protein per surface area unit of Ns SiO2 (29.4 mg per 100 mg of support), which was reached in 30 min of exposure. The studies through SDS-PAGE of the immobilization solutions and infrared spectroscopy of the prepared solids determined that CALB (from a commercial extract) is selectively adsorbed, and its secondary structure distribution is thus modified. Its biocatalytic activity was corroborated through the kinetic resolution of rac-ibuprofen. Conversions of up to 70% and 52% enantiomeric excess toward S-ibuprofen in 24 h of reaction at 45 °C were achieved. The biocatalytic performance increased with the increase in protein loading until it leveled off at 0.021 µmol.m−2, reaching 0.6 µmol.min−1. The biocatalyst containing the lipase at the maximum dispersion limit and co-adsorbed polyols presented the best catalytic performance in the kinetic resolution of rac-ibuprofen, an improved thermal resistance (up to 70 °C), and stability under long-term storage (more than 2 years).
Fil: Llerena Suster, Carlos Rafael. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Investigación de Proteínas Vegetales; Argentina
Fil: Toledo, María V.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; Argentina
Fil: Matkovic, Silvana Raquel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; Argentina
Fil: Morcelle del Valle, Susana Raquel. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Investigación de Proteínas Vegetales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina
Fil: Briand, Laura Estefania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; Argentina
Materia
ADSORPTION
BIOCATALYSIS
IBUPROFEN
IMMOBILIZATION
KINETIC RESOLUTION
LIPASES
NANOSTRUCTURED SIO2
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/222928

id CONICETDig_32777498b5e6d6280b8c920de48c4c4c
oai_identifier_str oai:ri.conicet.gov.ar:11336/222928
network_acronym_str CONICETDig
repository_id_str 3498
network_name_str CONICET Digital (CONICET)
spelling Rational Design of a Biocatalyst Based on Immobilized CALB onto Nanostructured SiO2Llerena Suster, Carlos RafaelToledo, María V.Matkovic, Silvana RaquelMorcelle del Valle, Susana RaquelBriand, Laura EstefaniaADSORPTIONBIOCATALYSISIBUPROFENIMMOBILIZATIONKINETIC RESOLUTIONLIPASESNANOSTRUCTURED SIO2https://purl.org/becyt/ford/2.9https://purl.org/becyt/ford/2The adsorption of the lipase B from Candida antarctica (CALB) over nanostructured SiO2 (Ns SiO2 from now on) with and without the addition of polyols (sorbitol and glycerol) was investigated. The isotherms of adsorption made it possible to establish that the maximum dispersion limit was 0.029 µmol of protein per surface area unit of Ns SiO2 (29.4 mg per 100 mg of support), which was reached in 30 min of exposure. The studies through SDS-PAGE of the immobilization solutions and infrared spectroscopy of the prepared solids determined that CALB (from a commercial extract) is selectively adsorbed, and its secondary structure distribution is thus modified. Its biocatalytic activity was corroborated through the kinetic resolution of rac-ibuprofen. Conversions of up to 70% and 52% enantiomeric excess toward S-ibuprofen in 24 h of reaction at 45 °C were achieved. The biocatalytic performance increased with the increase in protein loading until it leveled off at 0.021 µmol.m−2, reaching 0.6 µmol.min−1. The biocatalyst containing the lipase at the maximum dispersion limit and co-adsorbed polyols presented the best catalytic performance in the kinetic resolution of rac-ibuprofen, an improved thermal resistance (up to 70 °C), and stability under long-term storage (more than 2 years).Fil: Llerena Suster, Carlos Rafael. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Investigación de Proteínas Vegetales; ArgentinaFil: Toledo, María V.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Matkovic, Silvana Raquel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Morcelle del Valle, Susana Raquel. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Investigación de Proteínas Vegetales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Briand, Laura Estefania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaMDPI2023-03info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/222928Llerena Suster, Carlos Rafael; Toledo, María V.; Matkovic, Silvana Raquel; Morcelle del Valle, Susana Raquel; Briand, Laura Estefania; Rational Design of a Biocatalyst Based on Immobilized CALB onto Nanostructured SiO2; MDPI; Catalysts; 13; 3; 3-2023; 1-202073-4344CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.3390/catal13030625info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.mdpi.com/2073-4344/13/3/625info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-29T10:28:14Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/222928instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-29 10:28:14.864CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
dc.title.none.fl_str_mv Rational Design of a Biocatalyst Based on Immobilized CALB onto Nanostructured SiO2
title Rational Design of a Biocatalyst Based on Immobilized CALB onto Nanostructured SiO2
spellingShingle Rational Design of a Biocatalyst Based on Immobilized CALB onto Nanostructured SiO2
Llerena Suster, Carlos Rafael
ADSORPTION
BIOCATALYSIS
IBUPROFEN
IMMOBILIZATION
KINETIC RESOLUTION
LIPASES
NANOSTRUCTURED SIO2
title_short Rational Design of a Biocatalyst Based on Immobilized CALB onto Nanostructured SiO2
title_full Rational Design of a Biocatalyst Based on Immobilized CALB onto Nanostructured SiO2
title_fullStr Rational Design of a Biocatalyst Based on Immobilized CALB onto Nanostructured SiO2
title_full_unstemmed Rational Design of a Biocatalyst Based on Immobilized CALB onto Nanostructured SiO2
title_sort Rational Design of a Biocatalyst Based on Immobilized CALB onto Nanostructured SiO2
dc.creator.none.fl_str_mv Llerena Suster, Carlos Rafael
Toledo, María V.
Matkovic, Silvana Raquel
Morcelle del Valle, Susana Raquel
Briand, Laura Estefania
author Llerena Suster, Carlos Rafael
author_facet Llerena Suster, Carlos Rafael
Toledo, María V.
Matkovic, Silvana Raquel
Morcelle del Valle, Susana Raquel
Briand, Laura Estefania
author_role author
author2 Toledo, María V.
Matkovic, Silvana Raquel
Morcelle del Valle, Susana Raquel
Briand, Laura Estefania
author2_role author
author
author
author
dc.subject.none.fl_str_mv ADSORPTION
BIOCATALYSIS
IBUPROFEN
IMMOBILIZATION
KINETIC RESOLUTION
LIPASES
NANOSTRUCTURED SIO2
topic ADSORPTION
BIOCATALYSIS
IBUPROFEN
IMMOBILIZATION
KINETIC RESOLUTION
LIPASES
NANOSTRUCTURED SIO2
purl_subject.fl_str_mv https://purl.org/becyt/ford/2.9
https://purl.org/becyt/ford/2
dc.description.none.fl_txt_mv The adsorption of the lipase B from Candida antarctica (CALB) over nanostructured SiO2 (Ns SiO2 from now on) with and without the addition of polyols (sorbitol and glycerol) was investigated. The isotherms of adsorption made it possible to establish that the maximum dispersion limit was 0.029 µmol of protein per surface area unit of Ns SiO2 (29.4 mg per 100 mg of support), which was reached in 30 min of exposure. The studies through SDS-PAGE of the immobilization solutions and infrared spectroscopy of the prepared solids determined that CALB (from a commercial extract) is selectively adsorbed, and its secondary structure distribution is thus modified. Its biocatalytic activity was corroborated through the kinetic resolution of rac-ibuprofen. Conversions of up to 70% and 52% enantiomeric excess toward S-ibuprofen in 24 h of reaction at 45 °C were achieved. The biocatalytic performance increased with the increase in protein loading until it leveled off at 0.021 µmol.m−2, reaching 0.6 µmol.min−1. The biocatalyst containing the lipase at the maximum dispersion limit and co-adsorbed polyols presented the best catalytic performance in the kinetic resolution of rac-ibuprofen, an improved thermal resistance (up to 70 °C), and stability under long-term storage (more than 2 years).
Fil: Llerena Suster, Carlos Rafael. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Investigación de Proteínas Vegetales; Argentina
Fil: Toledo, María V.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; Argentina
Fil: Matkovic, Silvana Raquel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; Argentina
Fil: Morcelle del Valle, Susana Raquel. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Investigación de Proteínas Vegetales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina
Fil: Briand, Laura Estefania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; Argentina
description The adsorption of the lipase B from Candida antarctica (CALB) over nanostructured SiO2 (Ns SiO2 from now on) with and without the addition of polyols (sorbitol and glycerol) was investigated. The isotherms of adsorption made it possible to establish that the maximum dispersion limit was 0.029 µmol of protein per surface area unit of Ns SiO2 (29.4 mg per 100 mg of support), which was reached in 30 min of exposure. The studies through SDS-PAGE of the immobilization solutions and infrared spectroscopy of the prepared solids determined that CALB (from a commercial extract) is selectively adsorbed, and its secondary structure distribution is thus modified. Its biocatalytic activity was corroborated through the kinetic resolution of rac-ibuprofen. Conversions of up to 70% and 52% enantiomeric excess toward S-ibuprofen in 24 h of reaction at 45 °C were achieved. The biocatalytic performance increased with the increase in protein loading until it leveled off at 0.021 µmol.m−2, reaching 0.6 µmol.min−1. The biocatalyst containing the lipase at the maximum dispersion limit and co-adsorbed polyols presented the best catalytic performance in the kinetic resolution of rac-ibuprofen, an improved thermal resistance (up to 70 °C), and stability under long-term storage (more than 2 years).
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023-03
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
info:ar-repo/semantics/articulo
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11336/222928
Llerena Suster, Carlos Rafael; Toledo, María V.; Matkovic, Silvana Raquel; Morcelle del Valle, Susana Raquel; Briand, Laura Estefania; Rational Design of a Biocatalyst Based on Immobilized CALB onto Nanostructured SiO2; MDPI; Catalysts; 13; 3; 3-2023; 1-20
2073-4344
CONICET Digital
CONICET
url http://hdl.handle.net/11336/222928
identifier_str_mv Llerena Suster, Carlos Rafael; Toledo, María V.; Matkovic, Silvana Raquel; Morcelle del Valle, Susana Raquel; Briand, Laura Estefania; Rational Design of a Biocatalyst Based on Immobilized CALB onto Nanostructured SiO2; MDPI; Catalysts; 13; 3; 3-2023; 1-20
2073-4344
CONICET Digital
CONICET
dc.language.none.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.3390/catal13030625
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.mdpi.com/2073-4344/13/3/625
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv MDPI
publisher.none.fl_str_mv MDPI
dc.source.none.fl_str_mv reponame:CONICET Digital (CONICET)
instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
reponame_str CONICET Digital (CONICET)
collection CONICET Digital (CONICET)
instname_str Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.name.fl_str_mv CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.mail.fl_str_mv dasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.ar
_version_ 1844614286142341120
score 13.070432