Imobilização enzimática: conceito e efeitos na proteólise

Furlani, Izadora L.; Amaral, Bruno S.; Oliveira, Regina V.; Cass, Quezia B.

doi:10.21577/0100-4042.20170525

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Imobilização enzimática: conceito e efeitos na proteólise

Enzyme immobilization: concepts and effects on proteolysis

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

In recent years, great advances have been observed in the proteomic area regarding the different approaches adopted as top-down, middle-down and bottom-up. Regarding middle-down and bottom-up approaches, a previous step for protein digestion is necessary for further analysis of the generated peptides. Classical digestion protocols employing proteases are usually carried out in solution, which can lead to a number of disadvantages such as high digestion time, enzymatic autolysis and impossibility to reuse the enzymes. In view of these drawbacks, different approaches have been studied and applied for improving enzymatic efficiency, inhibition of autolysis, reduction of digestion time, and to minimize the number of missed cleavages. In the literature, great efforts have been made in order to achieve maximum efficiency in enzymatic digestion, with emphasis on proteases immobilization. In this review, concepts related to protein digestion, immobilization techniques, as well as the main support used for enzyme immobilization are discussed considering new tools for proteomic analysis.

Suporte	Técnica de imobilização	Tempo de digestão		Proteína avaliada	Cobertura sequencial	Ref
Suporte	Técnica de imobilização	Sol.	Imob.	Proteína avaliada	Cobertura sequencial	Ref
Nanofolhas de MoS₂	Covalente	12 h	5 min	BSA^a a Albumina Sérica Bovina.	84%	¹⁰⁹109 Xia, C.; Wang, H.; Jiao, F.; Gao, F.; Wu, Q.; Shen, Y.; Zhang, Y.; Qian, X.; Talanta 2018, 179, 393.
Óxido de Grafeno	Covalente	12 h	1 min	BSA^a a Albumina Sérica Bovina.	83%	¹⁵15 Guo, C.; Zhao, X.; Zhang, W.; Bai, H.; Qin, W.; Song, H.; Qian, X.; Anal. Bioanal. Chem. 2017, 409, 4741.
Nanopartículas de Fe₃O₄ modificada com taninos	Covalente	18 h	1 min	BSA^a a Albumina Sérica Bovina.	84%	¹¹⁰110 Atacan, K.; Cakiroglu, B.; Ozacar, M.; Colloids Surf., B 2017, 156, 9.
Grafeno magnético revestido com glutaraldeído	Covalente	12 h	2 min	BSA^a a Albumina Sérica Bovina. , Cyt c^b b Citocromo c. e MYO^c c Mioglobina.	87%, 87% e 95%	¹¹¹111 Wang, H.; Jiao, F.; Gao, F.; Zhao, X.; Zhao, Y.; Shen, Y.; Zhang, Y.; Qian, X.; Anal. Bioanal. Chem. 2017, 409, 2179.
Sílica revestida com glicidil metacrilato (GMA)	Covalente	12 h	1 min	BSA^a a Albumina Sérica Bovina.	92%	¹¹²112 Jiao, F.; Zhai, R.; Huang, J.; Zhang, Y.; Zhang, Y.; Qian, X.; RSC Adv. 2016, 87, 84113.
Grafeno magnético revestido com polidopamina	Covalente	16 h	10 min	Cyt c^b b Citocromo c. e MYO^c c Mioglobina.	62% e 83%	¹¹³113 Shi, C.; Deng, C.; Li, Y.; Zhang, X.; Yang, P.; Proteomics 2014, 14, 1457.
Partículas magnéticas funcionalizadas com NHS^j j Sal de sódio de N-hidroxisulfosuccinimida. e EDC^k k Cloridrato de N-(3-dimetilaminopropil)-N'-etilcarbodiimida.	Covalente	4 h	2 min	Proteínas de E. coli	64%	¹¹⁴114 Sun, L.; Zhu, G.; Yan, X.; Mou, S.; Dovichi, N. J.; J. Chromatogr. A 2014, 1337, 40.
Partículas magnéticas revestidas com NHS^j j Sal de sódio de N-hidroxisulfosuccinimida. e EDC^k k Cloridrato de N-(3-dimetilaminopropil)-N'-etilcarbodiimida.	Covalente	12 h	1 min	BSA^a a Albumina Sérica Bovina.	90%	¹¹⁵115 Sun, L.; Li, Y.; Yang, P.; Zhu, G.; Dovichi, N. J.; J. Chromatogr. A 2012, 1220, 68.
Capilar preenchido com monolito de polímero (GMA)^l l Glicidil metacrilato.	Covalente	15 h	25 min	HSA^g g Albumina Sérica Humana. , β-caseina , RNase B^h h Ribonuclease.	78,2%, 49,7% e 80,6%	¹¹⁶116 Calleri, E.; Temporini, C.; Gasparrini, F.; Simone, P.; Villani, C.; Ciogli, A.; Massolini, G.; J. Chromatogr. A 2011, 1218, 8937.
Fibra de vidro recoberta com óxido de grafeno e quitosana	Adsorção iônica	12 h	10 s	BSA^a a Albumina Sérica Bovina. , MYO^c c Mioglobina. , Cyt c^b b Citocromo c. e Hb^d d Hemoglobina.	49%, 78%, 70% e 71%	¹¹⁷117 Bao, H.; Chen, Q.; Zhang, L.; Chen, G.; Analyst 2011, 136, 5190.
Capilar preenchido com monolito de polímero (GMA^l l Glicidil metacrilato. -co-AAm^m m Acrilamida. -co-MBAⁿ n N-metilenobisacrilamida. )	Adsorção física	24 h	50 s	BSA^a a Albumina Sérica Bovina.	47%	¹¹⁸118 Wu, S.; Zhang, L.; Yang, K.; Liang, Z.; Zhang, Y.; Anal. Bioanal. Chem. 2012, 402, 703.
Coluna preenchido com monolito de polímero (GMA^l l Glicidil metacrilato. e EDMA^o o Dimetacrilato de etileno glicol. )	Covalente	24 h	88 s	MYO^c c Mioglobina.	-	¹¹⁹119 Yao, C.; Qi, L.; Hu, W.; Wang, F.; Yang, G.; Anal. Chim. Acta 2011, 692, 131.
Capilar com monolito de sílica	Covalente (quelação entre espaçador-Cu²⁺-enzima)	12 h	50 s	BSA^a a Albumina Sérica Bovina. e MYO^c c Mioglobina.	26% e 91%	¹²⁰120 Ma, J.; Hou, C.; Liang, Y.; Wang, T.; Liang, Z.; Zhang, L.; Zhang, Y.; Proteomics 2011, 11, 991.
Ponteira (in-tip) preenchida com monolito de polímero (GMA^l l Glicidil metacrilato. e DVB^p p Divinilbenzeno. )	Adsorção	12 h	2 min	BSA^a a Albumina Sérica Bovina. , MYO^c c Mioglobina. e a-caseina	78%, 89% e 83%	¹²¹121 Hahn, H. W.; Rainer, M.; Ringer, T.; Huck, C. W.; Bonn, G. K.; J. Proteome Res. 2009, 8, 4225.
Capilar preenchido com monolito de sílica	Covalente	5 h	3,5 min	MYO^c c Mioglobina. e BSA^a a Albumina Sérica Bovina.	90% e 34%	¹²²122 Ma, J.; Liu, J.; Sun, L.; Gao, L.; Liang, Z.; Zhang, L.; Zhang, Y.; Anal. Chem. 2009, 81, 6534.
Nanofibras de polímero (PS^q q Poliestireno. e PSMA^r r Poli (anidrido estireno-maleico). )	Ligação cruzada	16 h	6 h	BSA^a a Albumina Sérica Bovina.	34%	¹²³123 Kim, B. C.; Lopez-Ferrer, D.; Lee, S. M.; Ahn, H. K.; Nair, S.; Kim, S. H.; Kim, B. S.; Petritis, K.; Camp, D. G.; Grate, J. W.; Smith, R. D.; Koo, Y. M.; Gu, M. B.; Kim, J.; Proteomics 2009, 9, 1893.
Microesferas de sílica	Covalente	12 h	5 min	BSA^a a Albumina Sérica Bovina. e Cyt c^b b Citocromo c.	54% e 83%	¹²⁴124 Bao, H.; Lui, T.; Zhang, L.; Chen, G.; Proteomics 2009, 9, 1114.
Minidisco de monolito de polímero (EDA^s s Etilenodiamina. )	Covalente	24 h	10 min	Cyt c^b b Citocromo c. , MYO^c c Mioglobina. , AGPⁱ i α -1-ácido glicoproteína. , OVA^e e Lisozima. e BSA^a a Albumina Sérica Bovina.	63%, 99%, 45%, 50% e 73%	¹²⁵125 Nicoli, R.; Rudaz, S.; Stella, C.; Veuthey, J. L.; J. Chromatogr. A 2009, 1216, 2695.
Fibra de vidro revestida com sílica	Covalente	12 h	10 s	BSA^a a Albumina Sérica Bovina. e Cyt c^b b Citocromo c.	45% e 77%	¹²⁶126 Liu, T.; Wang, S.; Chen, G.; Talanta 2009, 77, 1767.
Fibra de vidro revestida com quitosana	Adsorção iônica	12 h	5 s	BSA^a a Albumina Sérica Bovina. e LIZ^e e Lisozima.	40% e 64%	¹²⁷127 Wang, S.; Chen, Z.; Yang, P.; Chen, G.; Proteomics 2008, 8, 1785.
Microesferas de sílica	Covalente	-	15 s	BSA^a a Albumina Sérica Bovina. e MYO^c c Mioglobina.	24% e 80%	¹²⁸128 Lin, S.; Yao, G.; Qi, D.; Li, Y.; Deng, C.; Yang, P.; Zhang, X.; Anal. Chem. 2008, 80, 3655.
Nanotubo de Fe₃O₄	Ligação Cruzada	12 h	5 min	BSA^a a Albumina Sérica Bovina. , MYO^c c Mioglobina. e LIZ^e e Lisozima.	46%, 81% e 63%	¹²⁹129 Wang, S.; Bao, H.; Yang, P.; Chen, G.; Anal. Chim. Acta 2018, 612, 182.
Nanopartículas magnéticas revestidas com amina	Covalente	12 h	15 s	BSA^a a Albumina Sérica Bovina. , MYO^c c Mioglobina. e Cyt c^b b Citocromo c.	38%, 80% e 76%	¹³⁰130 Lin, S.; Yun, D.; Qi, D.; Deng, C.; Li, Y.; Zhang, X.; J. Proteome Res. 2008, 7, 1297.
Microesferas de Fe₃O₄	Covalente	12 h	15 s	Cyt c^b b Citocromo c.	76%	¹³¹131 Lin, S.; Lin, Z.; Yao, G.; Deng, C.; Yang, P.; Zhang, X.; Rapid. Commun. Mass Spectrom. 2007, 21, 3910.
Nanopartículas de Fe₃O₄	Covalente	12 h	10 s	BSA^a a Albumina Sérica Bovina. , Cyt c^b b Citocromo c. e MYO^c c Mioglobina.	43%, 83% e 79%	¹³²132 Liu, J.; Lin, S.; Qi, D.; Deng, C.; Yang, P.; Zhang, X.; J. Chromatogr. A 2007, 1176, 169.

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