{"id":134175,"date":"2019-11-15T09:46:37","date_gmt":"2019-11-15T08:46:37","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=134175"},"modified":"2019-12-17T09:48:57","modified_gmt":"2019-12-17T08:48:57","slug":"las-enzimas-como-fuente-de-inspiracion-para-el-desarrollo-de-nuevos-fotocatalizadores-sostenibles","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2019\/11\/15\/134175","title":{"rendered":"Las enzimas como fuente de inspiraci\u00f3n para el desarrollo de nuevos fotocatalizadores sostenibles."},"content":{"rendered":"

Recientemente se ha reportado un fotocatalizador h\u00edbrido biol\u00f3gico\/inorg\u00e1nico para la reducci\u00f3n de di\u00f3xido de carbono a \u00e1cido f\u00f3rmico en medio acuoso<\/em>.<\/span><\/p>\n

Autores: Antonio L\u00f3pez de Lacey. Instituto de Cat\u00e1lisis y Petroleoqu\u00edmica. CSIC <\/span><\/p>\n

Las enzimas son los catalizadores biol\u00f3gicos presentes en todas las formas de vida y que permiten que tengan lugar con la velocidad adecuada y de forma espec\u00edfica las reacciones necesarias para el metabolismo. Las enzimas est\u00e1n conformadas por una estructura proteica y un centro activo donde reside su funci\u00f3n catal\u00edtica. Millones de a\u00f1os de evoluci\u00f3n han asegurado que sean catalizadores muy eficientes y selectivos en condiciones fisiol\u00f3gicas, es decir en medio acuoso, temperatura y presi\u00f3n ambientales.<\/span><\/p>\n

Teniendo en cuenta sus magn\u00edficas propiedades catal\u00edticas, desde hace varias d\u00e9cadas se ha estudiado la aplicaci\u00f3n de las enzimas para diferentes procesos industriales, lo cual se conoce como biocat\u00e1lisis. Son numerosos los casos de \u00e9xito en los cuales diferentes tipos de enzimas se utilizan industrialmente como aditivos en detergentes para degradaci\u00f3n de grasas y prote\u00ednas, catalizadores en s\u00edntesis de f\u00e1rmacos o aditivos alimentarios, blanqueo de textiles, etc. <\/span><\/p>\n

Un tipo particular de enzimas son las que se conocen como metaloenzimas redox, ya que catalizan reacciones de oxidaci\u00f3n\/reducci\u00f3n y contienen en su centro catal\u00edtico metales. Lo que hace especialmente interesante a esta clase de enzimas es que son capaces de catalizar de forma espec\u00edfica, con bajo sobrepotencial\u00a0 <\/span>y en condiciones suaves reacciones de gran inter\u00e9s en aplicaciones energ\u00e9ticas, como la producci\u00f3n y oxidaci\u00f3n de hidr\u00f3geno, la reducci\u00f3n de ox\u00edgeno, la oxidaci\u00f3n del agua, la reducci\u00f3n de di\u00f3xido de carbono o la reducci\u00f3n de nitr\u00f3geno a amoniaco. Adem\u00e1s, catalizan todas estas reacciones conteniendo en su centro activo metales abundantes como el hierro o el cobre, u otros metales no nobles. La naturaleza es sabia y ha podido desarrollar a trav\u00e9s de la evoluci\u00f3n natural catalizadores que no requieren metales tan escasos como platino, rodio o iridio. Por lo tanto, estas metaloenzimas sirven de modelo para la s\u00edntesis de compuestos biomim\u00e9ticos que copien su estructura y\/o funci\u00f3n para obtener mejores electrocatalizadores.<\/span><\/p>\n

En los \u00faltimos a\u00f1os se\u00a0 <\/span>est\u00e1 estudiando la inmovilizaci\u00f3n de algunos de estas metaloenzimas redox sobre semiconductores para obtener fotocatalizadores h\u00edbridos biol\u00f3gicos\/inorg\u00e1nicos, de modo que combinen la eficiencia de absorci\u00f3n de energ\u00eda luminosa, preferiblemente en el espectro visible, y separaci\u00f3n de cargas del semiconductor excitado con las propiedades catal\u00edticas de la metaloenzima redox. De este modo, en el Instituto de Cat\u00e1lisis del CSIC se ha reportado recientemente<\/span>\u00a0 <\/span>la inmovilizaci\u00f3n de una hidrogenasa sobre sulfuro de indio como fotocatalizador de la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno utilizando luz visible. Ahora el grupo del Profesor Reisner de la Universidad de Cambridge ha publicado en la prestigiosa revista Angewandte Chemie la inmovilizaci\u00f3n de la enzima formiato deshidrogenasa sobre nanopart\u00edculas de di\u00f3xido de titanio modificadas con un compuesto org\u00e1nico fotosensible a la luz solar. Este fotocatalizador h\u00edbrido es capaz de reducir di\u00f3xido de carbono a \u00e1cido f\u00f3rmico con una frecuencia catal\u00edtica de 11 mol\u00e9culas por segundo y por mol\u00e9cula de enzima. Aunque esta velocidad de fotoreducci\u00f3n de d\u00edoxido es todav\u00eda limitada e inadecuada para aplicaciones a gran escala, supone una fuente de inspiraci\u00f3n para nuevos m\u00e9todos de revalorizaci\u00f3n del di\u00f3xido de carbono, principal gas responsable del efecto invernadero en la atm\u00f3sfera terrestre. <\/span><\/p>\n

Bibliograf\u00eda <\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

    \n
  1. M. Miller, W. E. Robinson, A. R. Oliveira, N. Heidary, N. Kornienko, J. Warnan, I. A. C. Pereira, E. Reisner. Interfacing formate-dehydrogenase with metal oxides for the reversible electrocatalysis and solar-driven reduction of carbon dioxide. Angewandte Chemie 58 (2019) 4601-4605.<\/li>\n
  2. \n

    C. Tapia, S. Zacarias, I. A. C. Pereira, J. C. Conesa, A. L. De Lacey, M. Pita. In situ<\/em> determination of photobioproduction of H2<\/sub> by In2<\/sub>S3<\/sub>-[NiFeSe] hydrogenase from Desulfovibrio vulgaris<\/em> Hildenborough using only visible light. ACS Catalysis 6 (2016) 5691-5698.<\/p>\n<\/li>\n<\/ol>\n

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    Contacto<\/span><\/strong><\/p>\n<\/div>\n

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    Antonio L\u00f3pez de Lacey, Responsable de Grupo FCF del Programa FotoArt-CM. \u2013 <\/span>alopez@icp.csic.es<\/span><\/a>. <\/span><\/span>Coordina FotoArt-CM V\u00edctor A. de la Pe\u00f1a O\u00b4Shea del Instituto IMDEA Energ\u00eda.<\/span><\/span><\/p>\n

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    Recientemente se ha reportado un fotocatalizador h\u00edbrido biol\u00f3gico\/inorg\u00e1nico para la reducci\u00f3n de di\u00f3xido de carbono a \u00e1cido f\u00f3rmico en medio acuoso. Autores: Antonio L\u00f3pez de Lacey. Instituto de Cat\u00e1lisis y Petroleoqu\u00edmica. CSIC Las enzimas son los catalizadores biol\u00f3gicos presentes en todas las formas de vida y que permiten que tengan lugar con la velocidad adecuada y de forma espec\u00edfica las reacciones necesarias para el metabolismo. Las enzimas est\u00e1n conformadas por una estructura proteica y un centro activo donde reside su funci\u00f3n catal\u00edtica. Millones de a\u00f1os de evoluci\u00f3n han asegurado que sean catalizadores muy eficientes y selectivos en condiciones fisiol\u00f3gicas, es\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[545,543,547],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/134175"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=134175"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/134175\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":134176,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/134175\/revisions\/134176"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=134175"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=134175"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=134175"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}