Biocompostos Enzimáticos Baseados em Estruturas Metal–Orgânicas

Devido à sua eficiência, seletividade e sustentabilidade ambiental, existem oportunidades significativas para enzimas na síntese química e na biotecnologia. No entanto, como a estrutura ativa tridimensional das enzimas é predominantemente mantida por interações não covalentes mais fracas, estressores térmicos, de pH e químicos podem modificar ou eliminar a atividade. Estruturas metal-orgânicas (MOFs), que são materiais de rede porosa estendida montados por uma abordagem de construção de baixo para cima a partir de nós baseados em metal e ligantes orgânicos, podem ser usados para proteger as enzimas. As estruturas auto-montadas dos MOFs podem ser usadas para encapsular uma enzima em um processo chamado encapsulação quando o MOF é sintetizado na presença da biomolécula. Alternativamente, as enzimas podem ser infiltradas em estruturas de MOF mesoporosas ou ligadas à superfície por meio de processos covalentes ou não covalentes. A integração de materiais MOF e enzimas dessa forma oferece proteção e permite que a enzima mantenha a atividade em condições desafiadoras (por exemplo, agentes desnaturantes, temperatura elevada, pH não nativo e solventes orgânicos). Além de formar biocompostos simples de enzima/MOF, outros materiais podem ser introduzidos nos compostos para melhorar a recuperação ou facilitar aplicações avançadas em tecnologia de sensoriamento e células de combustível. Esta revisão examina a proteção das enzimas por meio de encapsulação, infiltração em poros e adsorção na superfície e resume estratégias para formar compostos multicomponentes. Além disso, dado que os biocompostos de enzima/MOF cruzam a química de materiais e a enzimologia, esta revisão fornece uma avaliação das metodologias de caracterização utilizadas para enzimas imobilizadas em MOF e identifica alguns parâmetros chave para facilitar o desenvolvimento da área.