Immobilization of metalloproteins for biotechnological applications

Abstract

Heme peroxidases couple the oxidation of a variety of organic substrates with reduction of H2O2 to water. They represent an attractive platform for both detection and monitoring of H2O2 and biocatalysis of organic compounds. DyP-type peroxidases constitute a novel family of heme peroxidases. They are capable of efficient decolourisation of several dyes, including anthraquinone-based and azo dyes that are of industrial and environmental relevance. DyPs are unrelated to other known peroxidases with respect to primary sequence, catalytic properties and tertiary structure. In this work we establish the first step towards exploring the potential of DyP-type peroxidases for biotechnological applications. We present a purification and combined biochemical, spectroscopic and spectroelectrochemical study of a recombinant DyP-type peroxidase from Pseudomonas putida MET94 (PpDyP) immobilized on bio-compatibly coated Ag electrodes. The aim of this work is to provide structural and mechanistic insights into an immobilized DyP-type peroxidase, as a basis for a rational design of bio-electronic device(s) employing PpDyP.

Peroxidases hémicas oxidam uma vasta variedade de substratos orgânicos mediante a redução de H2O2 a água. Estas enzimas representam uma plataforma atraente para a detecção e monitorização de H2O2 bem como para a biocatálise de compostos orgânicos. DyP peroxidases constituem uma nova família de peroxidases hémicas, capazes de descolorarem eficientemente vários corantes, incluindo corantes derivados da antraquinona quer corantes azo e que são de elevado interesse industrial e ambiental. Estas peroxidases não estão relacionadas com outras peroxidases já conhecidas, quer no que diz respeito à sua sequência primária, quer propriedades catalíticas e até estrutura terciária. Neste trabalho, pretende-se estabelecer o primeiro passo para explorar o potencial de DyPs para aplicações biotecnológicas. É apresentada a purificação combinada com um estudo SERR espectroeletroquímico de uma DyP recombinante, obtida a partir de Pseudomonas putida MET94 (PpDyP), imobilizada num eléctrodo biocompatìvel de prata (Ag). O objectivo deste trabalho é fornecer informações estruturais e mecanicistas sobre uma DyP imobilizada, como base para um desenho racional de um dispositivo bioelectrónico (biosensor) baseado nessa mesma proteína (PpDyP).