The synthesis of highly stable silver colloids has been successfully achieved by using reducing/stabilizer amino-functionalized polymers without the aid of any other external agent. The polymer coated inorganic nanoparticles have been detailed characterized via scattering, imaging and UV-Vis spectroscopy. The combination of transmission electron microscopy (TEM) and light scattering suggested nearly spherical structures stabilized by a lengthy polymeric shell with surface charge dependent on polymer nature and molecular weight. The hybrid nanomaterials are produced via an autocatalytic process where the onset of colloid formation is influenced by the available hydrophobic nitrogen units normalized by the weight of polymer. The induction period, however, does not influence the dimension of the metallic cores which are similar although with a high degree of dispersity. The coating confers a large hydrodynamic size to the silver nanoparticles and the length of the stabilizing shell is chiefly governed by the molecular weight of the amino-functionalized polymers. These features may significantly impact the cytotoxicity and bactericidal properties of the hybrid materials. These investigations are currently underway.

O direcionamento por campo magnético tem sido aplicado em Bioeletroquímica, principalmente com intuito de transportar enzimas ou mediadores redox imobilizados em partículas de magnetita (Fe3O4) para a superfície de eletrodos, proporcionando o controle comutável das correntes faradaicas provenientes da biocatálise. Neste trabalho, relata-se um avanço no controle magnético de reações bioeletroquímicas por meio da construção de um sistema que contém simultaneamente partículas magnéticas (para transporte controlado), enzima redox (para biocatálise) e um mediador redox (para mediação da transferência eletrônica). Para isso, sintetizou-se um novo material que consiste em partículas de Fe3O4 modificadas com ferroceno insolúvel (Fc) e quitosana (Chi) entrecruzada com glicose oxidase (GOx). Quando esse material foi utilizado em suspensão em estudos eletroquímicos, observou-se um aumento de 70% da corrente catalítica de oxidação de glicose quando um campo de 0,24 T foi aplicado perpendicularmente ao plano do eletrodo. Esta é a primeira vez que um controle de processos bioeletrocatalíticos foi relatado utilizando enzima, mediador e magnetita em um sistema único controlado por campo magnético.

Magnetic fields have been used in Bioelectrochemistry to carry enzymes or redox mediators immobilized on magnetite (Fe3O4) to the electrodes surface, providing a switchable control of faradaic current from biocatalysis. In this work, it is reported an advance in the magnetic control of bioelectrochemical reactions, by construction of a system containing simultaneously a magnetic particle (for controlled driving), an enzyme (for biocatalysis) and a redox mediator (for mediation of electron transfer). The advance was attained by synthesis of a new material (Fe3O4-Chi-Fc/GOx) that consists of Fe3O4 particles modified with insoluble ferrocene (Fc) and chitosan (Chi) cross-linked with glucose oxidase (GOx). When this material was used in electrochemical studies, an increase of 70% was observed in the catalytic current of glucose oxidation when 0.24 T was applied perpendicularly to electrode plane. This is the first time that a control of the bioelectrocatalytic process was achieved using enzyme, mediator and magnetite in a unique system switched by a magnetic field.

O presente trabalho reporta a caracterização espectroscópica por absorção UV-visível, dicroísmo circular magnético (MCD) e ressonância paramagnética eletrônica (EPR) da proteína recombinante do tipoP450-canfora (P450CAM) codificada pela orf10 de Streptomyces clavuligerus (P450CLA) expressa por Escherichia coli Rosetta na forma nativa e associada a ligantes externos contendo os grupos β-lactamato, oxazol e derivado de alquilamina (álcool) do ácido clavulâmico. Considerando a diversidade de aplicações da enzima P450, sua reatividade com terc-butil-hidroperóxido (terc-BuOOH) foi caracterizada. O grupo heme da P450CLA apresenta-se covalentemente ligado e exibe características espectrais de UV-visível, CD e MCD de P450CAM, incluindo a banda Soret em 450 nm proveniente do complexo ferroso-CO. P450CLA foi convertido em espécies de valência alta pelo terc-BuOOH e promoveu cisão homolítica da ligação O-O. O perfil radicalar da reação foi terc-butiloxil como radical primário e metil e butilperoxil como radicais secundários. Os radicais metil e butilperoxil resultaram respectivamente da cisão-β do radical alcoxil e da reação do radical metil com oxigênio molecular.

The present study reports the spectroscopic characterization by UV-visible absorption spectroscopy, magnetic circular dichroism (MCD) and electron paramagnetic resonance (EPR) of the recombinant orf10-encoded P450-camphor like protein (P450CLA)of Streptomyces clavuligerus expressed in Escherichia coli Rosetta in the native form and associated to external ligands containing the β-lactam, oxazole and alkylamine-derived (alcohol) moieties of the clavulamic acid. Considering the diversity of potential applications for the enzyme, the reactivity with tert-butylhydroperoxide (tert-BuOOH) was also characterized. P450CLA presents a covalently bound heme group and exhibited the UV-visible, CD and MCD spectral features of P450CAM including the fingerprint Soret band at 450 nm generated by the ferrous CO-complex. P450CLA was converted to high valence species by tert-BuOOH and promoted homolytic scission of the O-O bond. The radical profile of the reaction was tert-butyloxyl as primary and methyl and butylperoxyl as secondary radicals. The secondary methyl and butylperoxyl radicals resulted respectively from the β-scission of the alkoxyl radical and from the reaction of methyl radical with molecular oxygen.

Fatores estruturais que modulam a atividade das porfirinas englobam os ligantes equatoriais, o metal central e o número e estrutura dos seus ligantes axiais. A esses fatores se associam o microambiente fornecido por apoproteínas, solventes e membranas. Porfirinas são bastante utilizadas para a construção de estruturas supramoleculares com diferentes aplicações. A modulação da atividade das porfirinas tem sido freqüentemente obtida pela imitação da natureza, ou seja, fornecimento de diferentes microambientes. A associação das porfirinas a nanoestruturas lipídicas pode mudar a atividade destes compostos de tal forma a mimetizar diferentes enzimas como a SOD, citocromo P450, peroxidases e outros. As formas reativas das porfirinas são estados de alta valência: metal-oxo-πcátion e metal-oxo produzidos pela reação com peróxidos e perácidos. A modulação da atividade de porfirinas por nanoestruturas lipídicas também tem sido obtida para hemeproteínas uma vez que nanoestruturas lipídicas afetam a conformação das proteínas.

The structural factors modulating porphyrin activity encompass pyrrole and equatorial ligands, as well as the central metal and the number and structure of their axial ligands. Of equal importance is the microenvironment provided by apoproteins, solvents and membranes. Porphyrins are often used to construct supramolecular structures with different applications. The modulation of activity of the porphyrins has been frequently achieved by mimicking nature, i.e., by the provision of different microenvironments for these molecules. The association of porphyrins to surfactant- and lipid-containing nanostructures has changed the activity of these compounds to mimic different enzymes such as SOD, cytochrome P450, peroxidases and others. In determined conditions, the reactive forms of the porphyrins are high-valence states of oxo-metal-πcations and oxo-metal produced by the reaction with peroxides and peracids. The modulation of porphyrin activity by surfactant- and lipid-containing nanostructures has also been achieved for hemeproteins, as the lipid nanostructures affect the conformation of proteins.