Dissertação

Towards a Microfluidic Chemoenzymatic Reactor EVALUATED

A reacção enzimática entre β-hidróxido piruvato de lítio e 3,4-dimetil-3-ciclohexeno-1-carboxaldeído, catalisada pela enzima transcetolase (TC) foi estudada e optimizada, com o objectivo de a acoplar a uma reacção de Diels-Alder, criando um sistema químio-enzimático, contínuo e de alta produtividade para metabolitos quirais. Testaram-se 3 variantes de TC: estirpe selvagem (ES), D469T, com uma substituição aminoacídica, e S385T/D469T/R520Q, com 3 substituições. A optimização focou-se no volume de enzima na reacção, e nas concentrações iniciais de reagentes. Foram também testados os modos reaccionais descontínuo e de alimentação descontinuada, em microescala, para mimetizar as reacções contínuas em microfluídica. D469T foi o melhor mutante (15-25% de rendimento), seguido do S385T/D469T/R520Q (5-15%). Com a ES, não se detectou formação de produto. Relativamente aos métodos analíticos, descobriu-se que o método de cromatografia líquida de alta eficiência usado para estudar outras reacções catalisadas pela TC não pode ser usado para seguir a formação de produto. No entanto, um novo método colorimétrico foi desenvolvido, com resultados promissores. Para contrariar o fluido laminar característico da microfluídica e causar mistura no reactor, foi lhe incorporado um micromisturador, que se provou eficiente na sua capacidade de provocar advecção nos fluidos a misturar. Os melhores resultados obtiveram-se usando 40% de volume de enzima, e concentrações equimolares de reagentes (40mM). No entanto, mais estudos de alimentação descontinuada deverão ser realizados. Havendo ainda trabalho a desenvolver, o melhor mutante para efectuar a reacção e os métodos de análise necessários para seguir o seu progresso foram identificados, tornando mais próximo o objectivo final deste projecto.
Transcetolase, microfluídica, químio-enzimático, quiral, mistura, alta produtividade.

Dezembro 9, 2013, 16:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

CO-ORIENTADOR

Nicolas Szita

University College of London

Professor

ORIENTADOR

Duarte Miguel De França Teixeira dos Prazeres

Departamento de Bioengenharia (DBE)

Professor Associado