Bioconjugación de Serratiopeptidasa con nanopartículas de óxido de titanio: mejorando la estabilidad y las propiedades antibacterianas
Autores: Melchor-Moncada, Jhon Jairo; Vasquez-Giraldo, Santiago; Zuluaga-Vélez, Augusto; Orozco, Lina Marcela; Veloza, Luz Angela; Sepúlveda-Arias, Juan Carlos
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Bioconjugación de Serratiopeptidasa con nanopartículas de óxido de titanio: mejorando la estabilidad y las propiedades antibacterianas
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Resistencia antimicrobiana
Serratiopeptidasa
Actividad antibacteriana
Nanopartículas
Estabilidad enzimática
Bioconjugado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
La resistencia antimicrobiana (RAM) representa una amenaza significativa para la salud global, lo que requiere el desarrollo de nuevas estrategias antibacterianas. La serratiopeptidasa (SP), una metaloproteasa producida por bacterias, ha ganado atención no solo por sus propiedades antiinflamatorias, sino también por su potencial actividad antibacteriana. Sin embargo, su naturaleza proteica la hace susceptible a cambios de pH y a la auto-proteólisis, limitando su efectividad. Este estudio tuvo como objetivo aumentar tanto la estabilidad enzimática como la actividad antibacteriana de la serratiopeptidasa mediante la inmovilización en nanopartículas de óxido de titanio (TiO-NPs), aprovechando la biocompatibilidad y estabilidad de estos nanomateriales. Las TiO-NPs comerciales fueron caracterizadas mediante análisis de TGA/DTG, FT-IR, UV-Vis y XRD, y su biocompatibilidad fue evaluada a través de estudios de citotoxicidad. La serratiopeptidasa fue producida mediante fermentación utilizando el aislado C8 obtenido del intestino de L., purificada cromatográficamente e inmovilizada en nanopartículas carboxiladas mediante acoplamiento EDC/NHS en diversas condiciones de pH. La actividad enzimática óptima se logró utilizando pH 5.1 para la activación de las nanopartículas y pH 5.5 para el acoplamiento de la enzima. El bioconjugado resultante demostró una actividad proteolítica estable a 25 grados C durante 48 h. La inmovilización fue confirmada por espectroscopía FT-IR, y se determinaron las cinéticas de Michaelis-Menten. Notablemente, el bioconjugado exhibió una actividad antibacteriana dos veces mayor contra que la enzima libre o las TiO-NPs a 1000 ug/mL. Este estudio desarrolló con éxito un bioconjugado de serratiopeptidasa-TiO con estabilidad enzimática mejorada y propiedades antibacterianas. La actividad antibacteriana mejorada de la enzima inmovilizada presenta un enfoque prometedor para desarrollar nuevas herramientas para combatir la resistencia antimicrobiana, con aplicaciones potenciales en atención médica, seguridad alimentaria y protección ambiental.
Descripción
La resistencia antimicrobiana (RAM) representa una amenaza significativa para la salud global, lo que requiere el desarrollo de nuevas estrategias antibacterianas. La serratiopeptidasa (SP), una metaloproteasa producida por bacterias, ha ganado atención no solo por sus propiedades antiinflamatorias, sino también por su potencial actividad antibacteriana. Sin embargo, su naturaleza proteica la hace susceptible a cambios de pH y a la auto-proteólisis, limitando su efectividad. Este estudio tuvo como objetivo aumentar tanto la estabilidad enzimática como la actividad antibacteriana de la serratiopeptidasa mediante la inmovilización en nanopartículas de óxido de titanio (TiO-NPs), aprovechando la biocompatibilidad y estabilidad de estos nanomateriales. Las TiO-NPs comerciales fueron caracterizadas mediante análisis de TGA/DTG, FT-IR, UV-Vis y XRD, y su biocompatibilidad fue evaluada a través de estudios de citotoxicidad. La serratiopeptidasa fue producida mediante fermentación utilizando el aislado C8 obtenido del intestino de L., purificada cromatográficamente e inmovilizada en nanopartículas carboxiladas mediante acoplamiento EDC/NHS en diversas condiciones de pH. La actividad enzimática óptima se logró utilizando pH 5.1 para la activación de las nanopartículas y pH 5.5 para el acoplamiento de la enzima. El bioconjugado resultante demostró una actividad proteolítica estable a 25 grados C durante 48 h. La inmovilización fue confirmada por espectroscopía FT-IR, y se determinaron las cinéticas de Michaelis-Menten. Notablemente, el bioconjugado exhibió una actividad antibacteriana dos veces mayor contra que la enzima libre o las TiO-NPs a 1000 ug/mL. Este estudio desarrolló con éxito un bioconjugado de serratiopeptidasa-TiO con estabilidad enzimática mejorada y propiedades antibacterianas. La actividad antibacteriana mejorada de la enzima inmovilizada presenta un enfoque prometedor para desarrollar nuevas herramientas para combatir la resistencia antimicrobiana, con aplicaciones potenciales en atención médica, seguridad alimentaria y protección ambiental.