Uma abordagem inovadora de pigmentos fúngicos como indutores da atividade oxidase aplicada a sistemas de bioeletrodos
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i6.28799Palavras-chave:
Biocélulas a combustível; Oxidases; Pigmentos fúngicos; Solo da Caatinga.Resumo
O uso de enzimas como parte de bioeletrodos em Biocélulas a combustível (BC) tem sido estudado cada vez mais, visando reduzir os altos custos operacionais e de fabricação devido, em parte, ao uso de catalisador metálico convencional. A produção in situ de biocatalisadores pode reduzir ainda mais esses custos. No entanto, alguns biocatalisadores precisam da suplementação de mediadores eletroquímicos externos para obter boas eficiências coulombicas quando utilizados acoplados a bioeletrodos. Neste trabalho, dois fungos filamentosos isolados de solos do Bioma Caatinga Brasileira apresentaram elevada atividade oxidativa, foram avaliados em meios contendo dois mediadores eletroquímicos sintéticos, comparados com quatro pigmentos naturais produzidos por fungos. Parâmetros como consumo de substrato, atividade oxidativa e crescimento microbiano foram avaliados. Como foi observado, todos os pigmentos naturais induziran ao aumento da produção enzimática, observando-se um aumento de mais de 50% principalmente em dois deles.
Referências
Chowdhury, A., Biswas, S., Singh, T., & Chandra, A. (2022). Redox mediator induced electrochemical reactions at the electrode‐electrolyte interface: Making sodium‐ion supercapacitors a competitive technology. Electrochemical Science Advances, 2 (1), e2100030. https://doi.org/10.1002/elsa.202100030
Da Silva, P. H. Morant, K. V. Takaki, G.M.C. & La Rotta, C. E. (2015) Comparação do efeito de pigmentos de origem fúngica e corantes comumente usados como mediadores eletroquímicos sobre o crescimento microbiano e a atividade oxidasica de Rhizopus microsporus var. microsporus. Blucher Chemical Engineering Proceedings, 1(2), 540-547. https://doi.org/10.5151/chemeng-cobeq2014-0377-25775-180344
Da Silva, P. H. Morant, K. V. La Rotta, C. E. & Takaki, G. M. C. (2014[a]). Study of the effect of fungi pigments in the metabolism of Penicillium sp. Hechos Microbiológicos, 5(2), 251.
Da Silva, P. H. Morant, K. V. Takaki, G. M. C. & La Rotta, C. E. (2014 [b]). Production of electrogenic pigments from new fungal sources applied as electron shuttles in biofuel cells. Industrial, Medical and Environmental applications of microorganisms: current status and trend. 476-481. https://doi.org/10.3920/978-90-8686-795-0
Di Noto, V., Pagot, G., Negro, E., Vezzù, K., Kulesza, P. J., Rutkowska, I. A., & Pace, G. (2022). A formalism to compare electrocatalysts for the oxygen reduction reaction by cyclic voltammetry with the thin-film rotating ring-disk electrode measurements. Current Opinion in Electrochemistry, 31, 100839. https://doi.org/10.1016/j.coelec.2021.100839
Martínez, A. A., Chendake, A. D., Pandit, S., & Pant, D. (2021) Modeling and optimization strategies towards performance enhancement of microbial fuel cells. Bioresource Technology, 320, 124256. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.124256
La Rotta C. E., Ciniciato G., & González E. R. (2011). Triphenylmethane dyes, an alternative for mediated electronic transfer systems in glucose oxidase biofuel cells. Enz. Microb. Technol, 48, (6), 487-497.
La Rotta, C. E. Leite, A. L. Peres, R. S. Dantas, P. V. & Takaki, G. M. C. (2014[a]). Hybrid Microbial-Photosynthetic Biofuel Cells for Simultaneous Bacterial Glycerol Biotransformation and Algal Carbon Dioxide Capture. J. Braz. Chem. Soc., 25, No. 3, 560-571. https://doi.org/10.1016/j.enzmictec.2011.02.003
La Rotta, C. E. Morant, K. V. Da Silva, P. H. & Takaki, G. M. C. (2014[b]). Electrochemical Characterization of electroactive Biomolecules Isolated from Novel Fungal Sources Applied in Bioelectrodes for Microbial Fuel Cell. Meeting Abstracts. The Electrochemical Society. (22), 1314-1314.
Mashkour, M., Rahimnejad, M., Raouf, F., & Navidjouy, N. (2021). A review on the application of nanomaterials in improving microbial fuel cells. Biofuel Research Journal, 8. (2), 1400-1416. https://dx.doi.org/10.18331/BRJ2021.8.2.5
Morant, K. V. Da Silva, P. H. Takaki, G. M. C. & La Rotta, C. E. (2015). Aplicação in-situ de uma nova fonte de enzimas oxidásicas fúngicas na geração de energia em bio-cátodos para célula a combustível. Blucher Chemical Engineering Proceedings. 1(2), 548-555.
Morant, K. V. Da Silva, P. H. Takaki, G. M. C. & La Rotta, C. E. (2014[a]). Isolation and bioelectrochemical characterization of novel fungalsources with oxidasic activity applied in situ for the cathodicoxygen reduction in microbial fuel cells. Enzyme and Microbial Technology, 66. 20-27. https://doi.org/10.1016/j.enzmictec.2014.07.007
Morant, K. V. Da Silva, P. H. Takaki, G. M. C. & La Rotta, C. E. (2014[b]). Screening for new fungi with oxidasic activity applied in-situ as biocatalysts for biofuel cells. V International Conference on Environmental, Industrial and Applied Microbiology, BioMicroWorld2013. 704.
Sharma, Sunanda; Meyer, Vera. (2022). The colors of life: an interdisciplinary artist-in-residence project to research fungal pigments as a gateway to empathy and understanding of microbial life. Fungal Biology and Biotechnology. 9(1), 1-11. https://doi.org/10.1186/s40694-021-00130-7
Sorrentino, I., Carrière, M., Jamet, H., Stanzione, I., Piscitelli, A., Giardina, P., & Le Goff, A. (2022). The laccase mediator system at carbon nanotubes for anthracene oxidation and femtomolar electrochemical biosensing. Analyst. 147(5), 897-904. https://doi.org/10.1039/D1AN02091A
Triana, B. E. G. Pino, R. P. Sosa, V. R. Bernabeu, C. A. S. Piñeiro, J. C. G. (2005). Efecto del Vimang Sobre la Actividad Serica de Enzimas Antioxidantes en la Periodontitis Experimental. Instituto Superior de Ciencias Médicas de la Habana. Revista Habanera de Ciencias Médicas, 4(3).
Wang, H. W., Bringans, C., Hickey, A. J., Windsor, J. A., Kilmartin, P. A., & Phillips, A. R. (2021). Cyclic Voltammetry in Biological Samples: A Systematic Review of Methods and Techniques Applicable to Clinical Settings. Signals, 2(1), 138-158. https://doi.org/10.3390/signals2010012
Wu, K., Shi, M., Pan, X., Zhang, J., Zhang, X., Shen, T., & Tian, Y. (2022). Decolourization and biodegradation of methylene blue dye by a ligninolytic enzyme-producing Bacillus thuringiensis: Degradation products and pathway. Enzyme and Microbial Technology, 156, 109999. https://doi.org/10.1016/j.enzmictec.2022.109999
Viswanath, B. Chandra, M. S. Pallavi, H. & Reddy B. R. (2008). Screening adnd assessment of laccase producing fungi isolated from different environmental samples. African Journal of Biotechnology, 7 (8), 1129-1133.
Zhou Y., & Liu J. (2010). Pigments of fungi (macromycetes). Natural product reports, 27 (11), 1531-1570. https://doi.org/10.1039/C004593D
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2022 Paulo Henrique da Silva; Kyriale Vasconcelos Morant; Raphael Fonseca do Nascimento; Galba Maria de Campos-Takaki
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.
