Development of new materials for enzyme immobilization to optimize the enzyme/support surface interface

Abstract

Enzyme immobilization is an enabling technology in different sectors of biotechnology, biosensing, and chemical processing. The primary function is simplifying enzyme handling and enabling the reuse or continuous use of the enzyme. Besides these technical advantages, enzyme immobilization is usually associated with the possibility of modulating enzyme properties such as activity, stability, selectivity, etc.; in that way, the science of enzyme immobilization can provide a powerful toolbox to suit enzyme biocatalysts to application requirements. One key aspect of the enzyme immobilization preparation is the selection of material and the physicochemical principles of enzyme incorporation, which dictates the suitability of the use and the properties of the biotechnological asset.In this dissertation, the objective was to design and develop an efficient heterogeneous biocatalyst, in which different immobilization chemistries and compatibility between enzymes of industrial relevance (galactose oxidase, laccase, and trypsin) and new architectures of carrier materials are primary considerations in terms of achieving active heterogeneous biocatalysts that can be easily separated from the reaction...

La inmovilización de enzimas es una tecnología habilitadora en diferentes sectores de la biotecnología, tecnología analítica y la tecnología química. La ventaja primera de la inmovilización de enzimas es simplificar su uso y permitir la reutilización o el uso continuo de la enzima. Además de estas ventajas técnicas, la inmovilización enzimática suele estar asociada a la posibilidad de modular propiedades enzimáticas como actividad, estabilidad, selectividad, etc.; de esa manera, la ciencia de la inmovilización de enzimas puede proporcionar una poderosa caja de herramientas para adaptar los biocatalizadores enzimáticos a los requisitos de la aplicación. Un aspecto clave de la preparación de inmovilización enzimática es la selección del soporte de inmovilización y la físico-química del proceso de incorporación de enzimas en materiales, que determinan la idoneidad del uso y las propiedades finales del biocatalizador. En esta Tesis Doctoral, el objetivo principal fue diseñar y desarrollar nuevas estrategias de inmovilización, en las que diferentes químicas de inmovilización compatibles con enzimas de relevancia industrial (galactosa oxidasa, lacasa y tripsina) y nuevas arquitecturas soportes son diseñados con el objetivo de lograr biocatalizadores heterogéneos activos que pueden separarse fácilmente de la reacción...