"Artificial enzyme" combining a metal catalytic group and a hydrophobic binding cavity

Breslow, Ronald; Overman, Larry E.

doi:10.1021/ja00707a062

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“…Esta catálise enzimática altamente efetiva, existente na natureza, tem inspirado muitos pesquisadores a tentar imitá-la, há quase meio século quando Cram 10 percebeu que as estruturas enzimáticas, altamente complexas, poderiam ser substituídas por compostos mais simples. O campo no qual estas tentativas situam-se é o da Química biomimética 7,8 , em particular, das Enzimas Artificiais 9 . Cabe ressaltar que a idéia do uso de enzimas artificiais não está diretamente relacionada com a estrutura de enzimas naturais, mas sim com estruturas capazes de realizarem catálises de espécies importantes.…”

Section: Química Biomimética De Enzimas Artificiaisunclassified

“…No primeiro caso, realiza-se a modificação de cofatores ou coenzimas, que normalmente são solúveis em meio aquoso, com a finalidade de torná-los hidrofóbicos e criar um ambiente mais adequado para a interação com o substrato. Entre esses cofatores pode-se mencionar as vitaminas B 1 , B 6 e B 12 13,14 , o anel hemina 7,13 , o NADH 13,15 e as flavinas 13,16 .…”

Section: Química Biomimética De Enzimas Artificiaisunclassified

“…Desta forma, conceitos e estratégias para a construção deste tipo de sensores estão baseados na estrutura do sítio ativo da enzima tomada como base para a determinação do substrato em questão e o mecanismo da reação que será catalisada. Dentre os avanços cientí-ficos que podem vir a ser empregados no desenvolvimento de enzymeless biosensors, destaca-se a química biomimética de enzimas artificiais [7][8][9] .…”

Section: Introductionunclassified

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Enzymeless biosensors: uma nova área para o desenvolvimento de sensores amperométricos

Sotomayor¹,

Kubota²

2002

Quím. Nova

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Recebido em 21/1/01; aceito em 11/5/01 ENZYMELESS BIOSENSORS: A NOVEL AREA FOR THE DEVELOPMENT OF AMPEROMETRIC SENSORS. The aim of this work is to describe the recent area that it has been developed for the construction of amperometric sensors, with the purpose to make possible a more effective electron transfer between enzyme and electrode. The advances reported in the literature will be described, such as enzymatic configurations that can be mimic using the chemistry of the artificial enzymes.Keywords: enzymeless biosensors; electron transfer; modified electrode. INTRODUÇÃODurante décadas uma das principais preocupações na construção de biossensores amperométricos centralizou-se na velocidade de transferência de elétrons do sítio ativo da enzima para a superfície do eletrodo 1-3 . Isto põe-se claramente em evidência, quando observa-se todas as transformações através das quais os biossensores tem passado, a procura de uma maior seletividade e eficiência na transferência de elétrons. Os biossensores da primeira geração, baseados na eletroatividade do substrato ou produto da reação enzimática, apresentavam problemas de interferências devido à necessidade de potenciais muito altos 4 . Na tentativa de diminuir estes potenciais, surgiram os biossensores de segunda geração, onde o emprego de mediadores de elétrons, tinham como função o transporte (shuttling) de elétrons entre a enzima e o eletrodo 4 . Entretanto, esta configuração pode apresentar problemas de interferências, uma vez que, este arranjo pode facilitar também a transferência de elétrons proveniente de reações redox paralelas à reação entre a enzima e o substrato. Com o intuito de superar estes problemas, uma nova categoria de biossensores chamada de terceira geração tem sido proposta a menos de uma década 4 . Esta é baseada na transferência direta de elé-trons entre enzima e eletrodo na ausência de mediadores, sendo esta uma característica que a torna bastante vantajosa, já que promove uma maior seletividade, a medida que eles operam em potenciais mais próximos ao da própria enzima, diminuindo como conseqüên-cia reações interferentes, assim como, dispensando o uso de outros reagentes na seqüência das reações enzimáticas. Grupos de pesquisas têm publicado que uma transferência de elétrons eficiente é conseguida, através de uma diminuição ou remoção da camada protetora de proteínas ao redor do sítio ativo da enzima, sem perder a seletividade e ao mesmo tempo aumentando a sensibilidade oferecida pelos "biossensores" construídos desta forma.Neste sentido, o trabalho desenvolvido por Lötzbeyer e colaboradores 5,6 se faz bastante interessante já que eles compararam a enzima HRP (horseradish peroxidase) nativa com a mini-enzima MP-11 (micro peroxidase 11) e a hemina, ambas fragmentos do citocromo c (Figura 1), concluindo que: (i) A concentração de sítios ativos pode aumentar significativamente, comparada com enzimas grandes, quando mini-enzimas são imobilizadas na forma de monocamada na superfície de um eletrodo de ouro. (ii) A diferença na velocidade de transf...

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Section: Química Biomimética De Enzimas Artificiaisunclassified

Section: Introductionunclassified

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Enzymeless biosensors: uma nova área para o desenvolvimento de sensores amperométricos

Sotomayor¹,

Kubota²

2002

Quím. Nova

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“…The Nickel complex 58 was a more e‹cent catalyst of ester hydrolysis as it could accelerate the hydrolysis of p-nitrophenyl acetate more than a 1000 fold. However the acceleration over the analogeous`cyclodextrin-free' complex was only 4 fold (60). Related to this is the work of Suh and collaborators on polyamine cyclodextrin conjugates.…”

Section: G Cyclodextrin Metal Complexesmentioning

confidence: 99%

Cyclodextrin derivatives that display Enzyme Catalysis

Marinescu

Bols

2009

TIGG

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“…The investigation on the cyclodextrin (CD) derivative with fluorophore used as a sensor to detect foreign species via identifying the fluorescence intensity changes shows a profound meaning in the molecular recognition field [1][2][3][4][5][6] . The chemical modification through introducing the fluorophore to the CD not only can alter its behavior from photochemical inert to active status but also can dramatically improve its detective sensitivity.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A study on the fluorescence quenching of modified ß-cyclodextrin by transition metal ions in different solvents

Wang¹,

Ming-Hua²,

Xie³

et al. 2003

Arkivoc

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The fluorescence quenching of dimethylaminochalcone modified β-cyclodextrin (DMAC-CD) by different transition metal ions in various solvents has been studied. We found that the modified β-cyclodextrin had the specific ability to recognize Cu 2+ ions in the aqueous solution and the quenching constant was about one order of magnitude higher than those of other metals studied in this work. In the non-aqueous solvents, such as in DMF, the specific ability of recognizing Cu 2+ ions was vanished. However, the Ni 2+ ion with a planar square electronic configuration presents the highest ability for the complex formation. It could be concerned with the planar square configuration formed from the four hetero-atoms in the linking chains of modified β-cyclodextrin. In this work, we demonstrate that the spatial matching in the structure between host and guest plays a very important role in the complex formation process.

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"Artificial enzyme" combining a metal catalytic group and a hydrophobic binding cavity

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Enzymeless biosensors: uma nova área para o desenvolvimento de sensores amperométricos

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Cyclodextrin derivatives that display Enzyme Catalysis

A study on the fluorescence quenching of modified ß-cyclodextrin by transition metal ions in different solvents

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