Estudio de las propiedades bioelectroquímicas de la peroxidasa de la limonaria (Cymbopogon citratus)

Rodríguez Ortiz, Ella Sofía

Estudio de las propiedades bioelectroquímicas de la peroxidasa de la limonaria (Cymbopogon citratus)

dc.contributor.advisor	Castillo León, John Jairo
dc.contributor.advisor	Cano Calle, Herminsul De Jesús
dc.contributor.author	Rodríguez Ortiz, Ella Sofía
dc.contributor.evaluator	Méndez Sánchez, Stelia Carolina
dc.contributor.evaluator	Ríos Angarita, Fabián Alirio
dc.date.accessioned	2024-11-14T17:06:11Z
dc.date.available	2024-11-14T17:06:11Z
dc.date.created	2024-11-13
dc.date.issued	2024-11-13
dc.description.abstract	La detección electroquímica de H2O2 por medio de biosensores, particularmente los basados en la reducción catalítica por proteínas naturales como las peroxidasas, ha surgido como un método alternativo para la detección de dicho analito. Por lo anterior, surge la necesidad de estudiar las propiedades bioelectroquímicas de peroxidasas (PODs) adaptables a estos dispositivos. En este trabajo fue extraída y parcialmente purificada la peroxidasa de limonaria (CYPOD) mediante reparto bifásico (ATP) con PEG 14% y (NH4)2SO4 10%, y ultrafiltración con amicones de 30 kDa, obteniendo una actividad específica de 124,37 U/mg en el extracto final. La POD de limonaria fue caracterizada bioquímicamente para determinar su estabilidad a diferentes pH, encontrando que posee un rango de pH óptimo de 4,0 a 6,0. Estudios de termoestabilidad mostraron que de 40°C a 66°C mantiene el 80% de su actividad enzimática. Se estudió el efecto del pH y concentración de sustratos en la actividad de la CYPOD con guayacol, o-dianisidina, o-fenilendiamina y ABTS estimando las condiciones óptimas para estudiar la especificidad sustrática. Finalmente, se analizó la respuesta electroquímica de la CYPOD frente al peróxido de hidrógeno (H2O2) en electrodos serigrafiados de carbono modificados con óxido de grafeno (SPGE) por medio de voltamperometría cíclica (VC), comparando los extractos obtenidos del reparto bifásico (RB) y la ultrafiltración (UF). El sistema SPGE/CYPOD mejoró la reversibilidad del proceso redox de K3[Fe(CN)6], redujo el H2O2 a potenciales bajos (0,45 V para el RB y 0,43 V vs Ag/Cl para el UF) con una respuesta lineal en el intervalo evaluado (0,5 a 4 mM) y presentó un comportamiento quasi-reversible. Con estos resultados, alta estabilidad en un rango de pH y temperatura, respuesta lineal al peróxido de hidrógeno y favorecimiento del proceso de reducción, la peroxidasa de las hojas de limonaria demuestra tener alto potencial biotecnológico, en especial para los biosensores de H2O2.
dc.description.abstractenglish	Hydrogen peroxide electrochemical detection by natural protein-based biosensors like peroxidases have arisen as an alternative method for the detection of this analyte. Therefore, there is an increasing interest in studying the bioelectrochemical properties of a variety of peroxidases that can be adapted to these devices. In this work peroxidase from lemongrass (Cymbopogon citratus) was extracted and partially purified through aqueous two-phase separation (ATP) with PEG 14% and (NH4)2SO4 10%, and ultrafiltration with 30 kDa amicon, achieving a specific activity of 124,37 U/mg for final extract. Peroxidase from lemongrass (CYPOD) was bioelectrochemically characterized to determine its pH stability, obtaining an optimum range from 4,0 to 6,0. Thermostability studies showed that CYPOD maintained activity over 80% between 40 °C and 66°C and that its inactivation constant k is 0,00898 min-1. Effect of pH and substrates concentration in CYPOD catalytic activity was studied with guaiacol, o-dianisidine, o-phenylenediamine and ABTS, and optimal conditions to study its substrate specificity were estimated. Additionally, CYPOD extract from the ultrafiltrated (UF) and ATP (RB) phase were deposited in screen printed electrodes modified with graphene oxide (SPGE) to analyse the response towards H2O2 with cyclic voltammetry. The SCPE/CYPOD electrode enhanced the reversibility of redox process of K3[Fe(CN)6], reduced H2O2 at low potentials (045 V for RB and 0,43 V vs Ag/Cl for UF) with a linear response in the studied range (0,5 to 4 Mm) and performed a quasi-reversible process. With this results, high stability in relative acidic conditions and large temperature range, linear response to hydrogen peroxide, and favoring of reduction process, peroxidase from lemongrass leaves proves its potential for biotechnological applications, specially, biosensing of H2O2.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Químico
dc.description.orcid	https://orcid.org/0009-0009-2127-0396
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/44705
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ciencias
dc.publisher.program	Química
dc.publisher.school	Escuela de Química
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	limonaria
dc.subject	peroxidasa
dc.subject	biosensor
dc.subject	caracterización bioquímica
dc.subject.keyword	peroxidase
dc.subject.keyword	lemongrass
dc.subject.keyword	biosensor
dc.subject.keyword	biochemical characterization
dc.title	Estudio de las propiedades bioelectroquímicas de la peroxidasa de la limonaria (Cymbopogon citratus)
dc.title.english	Study of bioelectrochemical properties of lemongrass (Cymbopogon citratus) peroxidase
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado