TIPOLOGIA: dimostrazione/laboratorio DESCRIZIONE: L'impiego industriale su larga scala degli enzimi cofattore-dipendenti è stato a lungo considerato un problema non solo per la complessità del processo, ma soprattutto perché tutti i cofattori sono molecole instabili, troppo costose per essere utilizzate in quantità stechiometrica, non possono essere sostituite da analoghi artificiali, ma possono però essere rigenerati utilizzando una seconda reazione. Pertanto, la ricerca degli ultimi anni si è focalizzata sullo sviluppo di nuove ed efficaci strategie più convenienti per la rigenerazione in situ dei cofattori. Cofattori come NAD (P) (H), consentono il loro utilizzo catalitico rendendo così accettabili i processi catalizzati dalle deidrogenasi che trovano applicazioni in diversi processi sintetici destinati alla preparazione di composti bioattivi a scopi industriali e farmaceutici nonché come alternativa ecocompatibile ed economica ai processi di ossidazione chimica. L'enzima Alcol Deidrogenasi (ADH) può essere utilizzato per la rigenerazione in situ dei cofattori NAD (P) H sfruttando l'approccio basato sul substrato, cioè l'accoppiamento della reazione di interesse con una reazione secondaria in direzione inversa ri-generante. ATTIVITA' PREVISTE: Il nostro obiettivo sarà quello di mostrare la sintesi dell'alcool cinnamilico aromatico mediante riduzione enzimatica della cinnamaldeide tramite l'alcool deidrogenasi NADH-dipendente da B. stearothermophilus e dopo l'aggiunta di alcol isopropilico riottenere cinnamaldeide e NADH. La cinnamaldeide è utilizzata nell'industria dei profumi e degli aromi per le note di cannella e per la fragranza di sapore. La reazione prevede l'utilizzo di cellule batteriche non processate di E. coli, in cui è stato ricombinato il gene codificante l'enzima ADH di B. stearothermophilus. L'utilizzo di uno spettrofotometro ci permetterà di rilevare la variazione di assorbanza a 340 nm conseguente all'ossidazione del cofattore NADH a NAD e poi con l'aggiunta alla miscela di reazione di alcol isopropilico, un'ulteriore variazione di assorbanza dovuta alla riduzione del NAD a NADH. (Durata circa 20 minuti)
Attività laboratoriale "RigenerAzioni per l'industria e le bioteconologie: Rigenerazione in situ dei cofattori NAD e NADH nella catalisi enzimatica dell'ADH" nell'ambito del Progetto "RigenerAzioni: Percorsi di rigenerazione per l'economia circolare, i beni culturali e la salute" - Festival scientifico "Futuro Remoto" XXXII - Città della Scienza, Napoli, 5-8 novembre 2018
Angela Pennacchio;Antonio Varriale;Alessandro Capo;Serena Cozzolino;Alessandra Camarca;Maria Staiano;Pietro Amodeo
2018
Abstract
TIPOLOGIA: dimostrazione/laboratorio DESCRIZIONE: L'impiego industriale su larga scala degli enzimi cofattore-dipendenti è stato a lungo considerato un problema non solo per la complessità del processo, ma soprattutto perché tutti i cofattori sono molecole instabili, troppo costose per essere utilizzate in quantità stechiometrica, non possono essere sostituite da analoghi artificiali, ma possono però essere rigenerati utilizzando una seconda reazione. Pertanto, la ricerca degli ultimi anni si è focalizzata sullo sviluppo di nuove ed efficaci strategie più convenienti per la rigenerazione in situ dei cofattori. Cofattori come NAD (P) (H), consentono il loro utilizzo catalitico rendendo così accettabili i processi catalizzati dalle deidrogenasi che trovano applicazioni in diversi processi sintetici destinati alla preparazione di composti bioattivi a scopi industriali e farmaceutici nonché come alternativa ecocompatibile ed economica ai processi di ossidazione chimica. L'enzima Alcol Deidrogenasi (ADH) può essere utilizzato per la rigenerazione in situ dei cofattori NAD (P) H sfruttando l'approccio basato sul substrato, cioè l'accoppiamento della reazione di interesse con una reazione secondaria in direzione inversa ri-generante. ATTIVITA' PREVISTE: Il nostro obiettivo sarà quello di mostrare la sintesi dell'alcool cinnamilico aromatico mediante riduzione enzimatica della cinnamaldeide tramite l'alcool deidrogenasi NADH-dipendente da B. stearothermophilus e dopo l'aggiunta di alcol isopropilico riottenere cinnamaldeide e NADH. La cinnamaldeide è utilizzata nell'industria dei profumi e degli aromi per le note di cannella e per la fragranza di sapore. La reazione prevede l'utilizzo di cellule batteriche non processate di E. coli, in cui è stato ricombinato il gene codificante l'enzima ADH di B. stearothermophilus. L'utilizzo di uno spettrofotometro ci permetterà di rilevare la variazione di assorbanza a 340 nm conseguente all'ossidazione del cofattore NADH a NAD e poi con l'aggiunta alla miscela di reazione di alcol isopropilico, un'ulteriore variazione di assorbanza dovuta alla riduzione del NAD a NADH. (Durata circa 20 minuti)I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
