Descripción: Los hongos causantes de pudrición blanca son los únicos organismos capaces de degradar eficientemente todos los componentes de la madera dado que producen ligninasas, celulasas, hemicelulasas y pectinasas. Debido a la producción de ligninasas, enzimas extracelulares inespecíficas con alto poder oxidativo, son capaces también de degradar un amplio rango de compuestos fenólicos, muchos de ellos importantes contaminantes ambientales. En este trabajo de tesis se realizó un relevamiento de aislamientos provenientes de los alrededores de Buenos Aires, Misiones, Entre Ríos y Santiago del Estero, pertenecientes al grupo Trametes, con el fin de evaluar sus capacidades enzimáticas lignocelulolíticas con miras a aplicaciones en biorremediación. Se seleccionó un aislamiento de Trametes versicolor (BAFC 4272) por su capacidad de degradación de distintos colorantes industriales. Se estudió en este aislamiento la producción de actividades endoglucanasa, endoxilanasa, amilasa total, polimetilgalacturonasa y actividades ligninolíticas (lacasa, manganeso peroxidasa y lignin peroxidasa). Se evaluó el efecto de variaciones en el medio de cultivo sobre la producción de ligninasas. La mayor actividad lacasa (10000 UE L-1) se logró con el agregado de cobre 1 mM. No se registraron actividades significativas de otras ligninasas. T. versicolor fue capaz de decolorar varios tipos de colorantes industriales sin la ayuda de mediadores. El colorante trifenilmetánico verde de malaquita (VM) no afectó el crecimiento e indujo actividad lacasa, promoviendo su propia degradación. Se ensayó el co-cultivo de T. versicolor con otro hongo de pudrición blanca (Ganoderma lucidum) en fermentación en estado sólido (SSF) en un medio a base de aserrín. En los cultivos duales se incrementó la producción de lacasa, reduciéndose el tiempo necesario para lograr la decoloración completa del VM y lográndose una mayor eficiencia en la detoxificación del colorante, con respecto a los monocultivos. Además, se registró un patrón isoenzimático de lacasa diferente. La pérdida de peso de la madera y la degradación de celulosa, hemicelulosa y lignina resultó comparable en monocultivos y cultivos duales pero el índice de selectividad (pérdida de lignina/pérdida de celulosa) de los cultivos duales fue marcadamente mayor. Chips de madera de pino y álamo colonizadas por T. versicolor creciendo en SSF con aserrín de álamo y semillas de avena registraron al cabo de 30 días pérdidas de peso del 10 y el 30%, respectivamente. La adición de cobre al medio de cultivo produjo un aumento de actividad lacasa pero no favoreció la degradación de la madera. En concordancia, el cultivo de T. versicolor en aserrín impregnado con un preservante de maderas a base de cobre produjo un aumento del 35% en la actividad lacasa, aunque no se registró una pérdida de peso seco significativa en la madera. Los resultados obtenidos, en particular los relacionados con degradación de VM por la cepa seleccionada, permiten considerarla como potencialmente útil para biorremediación de efluentes contaminados.

Descripción: Fil: Grassi, Emanuel Marcelo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Descripción: El presente trabajo de tesis se basa en el estudio de multicapas enzimáticas y electrodos enzimáticos destinados a la fabricación de biosensores y biocátodos para celdas de combustible. Las multicapas, de espesores nanométricos, se fabricaron utilizando el método de autoensamblado capa por capa, empleando enzimas y el polielectrolito electroactivo PAH-Os. El primer objetivo es extender el sistema de reconocimiento molecular de glucosa integrado por una enzima redox (GOx) mediada por su cable molecular (PAH-Os) (que ha sido estudiado previamente en este laboratorio) al diseño de un nuevo biosensor que brinde posibilidades de sensado únicas y permita sensar diferentes analitos. A este respecto se construyó el primer nanobiosensor óptico autoensamblando capa por capa esos dos componentes sobre la superficie de nanopartículas de Oro para dar una transducción óptica que además aprovecha las propiedades plasmonicas de las nanopartículas de Oro. El segundo objetivo es extender ese mismo sistema (GOx/PAH-Os) a un sistema que emplee una enzima redox diferente, y que también posea interés industrial. En esta dirección, se estudió el sistema Lacasa/PAH-Os como biocátodo para celdas de combustible (la Lacasa es una enzima redox que cataliza la oxidación de bifenoles reduciendo O2 a H20). Se encontró que durante la electroreducción de oxígeno, catalizada por Lacasa y mediada por PAH-Os, la enzima produce pequeñas cantidades de peróxido de hidrógeno (que además la inhiben), demostrándose que el mecanismo de Solomon, que predice la reducción de oxígeno por 4 electrones sin producción de H2O2 es incompleto, al no tener en cuenta el camino de la desorción del H2O2 observado en el presente estudio. Este biocátodo, en condiciones de convección forzada, posee una actividad específica considerable de 0.3mA.cm^-2 a un potencial de 0.3V lo cual lo convierte en un posible candidato para su implementación en celdas de biocombustible. Se comparó además este biocátodo con el sistema que emplea transferencia electrónica directa de la enzima con una superficie de carbono grafitico, mostrándose además por primera vez las curvas de calibración de de un sistema de este tipo. Se compararon ambos biocátodos entre sí y a éstos con un cátodo de Platino, concluyendo que el biocátodo no mediado no es apto para la producción de potencia eléctrica debido a una bajísima actividad específica. En base a las evidencias previas a esta tesis, sobre el marcado efecto de la naturaleza y carga de la ultima capa de multicapas electroactivas en el fenómeno de transporte electrónico, se estudió este mismo fenómeno en los dos electrodos enzimáticos (PAH- Os/Lac, PAH-Os/GOx), observándose que el proceso biocatalítico es seriamente impedido por la adsorción de un polianión, reflejado a través de la abrupta caída en el coeficiente de difusión del electrón.