Apresentação das experiências que deverão ser realizadas peloastronauta Marcos Pontes durante sua permanência no espaço
Instituição: Centro Universitário da Faculdade de Engenharia Industrial (FEI)
Adoçantes, refrigerantes e alimentos congelados são alguns dos produtos que podem ser beneficiados pela pesquisa conduzida pelo Centro Universitário da FEI sobre enzimas. O estudo que será enviado à Estação Espacial Internacional visa compreender o fenômerno das reações enzimáticas no organismo do ponto de vista da cinética (velocidade e dinâmica na interação com as paredes das células) em ambiente "sem gravidade".
Para tanto, serão observadas a lípase e a lípase imobilizada (enzimas que quebram moléculas de gordura) e a invertase, que gera como produto a frutose, de poder edulcorante superior ao do açúcar, aliado à facilidade de não cristalizar a baixas temperaturas. Além da indústria alimentícia, a indústria farmacêutica se beneficia das pesquisas para adoçar xaropes para crianças. Futuramente, espera-se chegar a biorreatores o mais eficientes possível.
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Área do conhecimento: Biotecnologia
Instituição: Centro Universitário da Faculdade de Engenharia Industrial (FEI)
Estado: São Paulo
Equipe:
Alessandro La Neve
Adriana Célia Lucarini
Luís Fernando Peffi Ferreira
Renato Marques de Barros
Marco Antônio Assis de Melo
Propósito do Projeto:
Estudar o efeito da microgravidade na cinética das enzimas lípase, lípase imobilizada e invertase, que tem grande uso na indústria química, de alimentos e farmacêutica. Foi desenvolvido um minilaboratório de bordo, para permitir reações enzimáticas à temperatura e tempos controlados. O estudo da cinética enzimática é fundamental para a compreensão do mecanismo de ação das enzimas dentro e fora das células, e para o projeto de biorreatores enzimáticos industriais e biosensores.
Leia abaixo a entrevista com Alessandro La Neve, coordenador do experimento
1. Qual a importância de estudar enzimas em microgravidade?
O estudo enzimático realizado em ambiente de microgravidade tem como objetivos:
a) Contribuir para a geração de conhecimento tecnocientífico na área de Biotecnologia, podendo os resultados obtidos elucidar questões relativas aos mecanismos de reação, fenômenos de transporte de massa e calor, estabilidade das enzimas, dentre outros aspectos,
b) Averiguar expectativas de mecanismos diferentes de reação em comparação às mesmas reações bioquímicas realizadas em solo,
c) Ser uma ferramenta para a melhor compreensão de fenômenos bioquímicos
d) Contribuir para a otimização de processos enzimáticos, ou seja, melhorar o desempenho de processos que utilizam enzimas com o intuito de obter menores tempos de processo, menor uso de catalisadores, maior produção de produtos de interesse comercial.
O uso de enzimas é fundamental em processos da indústria alimentícia, farmacêutica, de química fina e meio ambiente.
2. Como funciona o experimento?
Este experimento consta de três séries de experimentos onde serão testadas as cinéticas de três enzimas (invertase, lípase e lípase imobilizada) em cinco concentrações diferentes de cada respectivo substrato. A enzima invertase será testada em cinco concentrações diferentes de sacarose. A enzima lípase livre e imobilizada serão testadas em cinco concentrações diferentes de emulsão água-óleo de oliva. O objetivo de todos os experimentos é medir a velocidade de reação enzimática. Por isso o tempo de reação é fixado e após este tempo as reações param pelo aquecimento a 90º C. As amostras devem retornar ao solo para análise em laboratório.
3. O que são biorreatores enzimáticos e biossensores?
Os biorreatores enzimáticos são equipamentos que podem ser utilizados tanto em escala de laboratório, na pesquisa, como em escala industrial, na produção de produtos de interesse comercial. Servem para que ocorra o contato em condições controladas (pH, temperatura, pressão, concentrações) da matéria-prima com o biocatalisador (enzimas ou células) e esta seja transformada atravé de reações bioquímicas em produtos. Estes equipamentos podem ter volumes que variam de 1 a 1000 litros e podem ser controlados e automatizados.
Os biossensores são eletrodos/equipamentos de pequenas dimensões utilizados para a monitoração e controle de determinados parâmetros bioquímicos, tais como: glicose, oxigênio, DNA, colesterol, etc. São utilizados na instrumentação clínica (análises clínicas), na instrumentação de biorreatores e também ambiental, para detecção de contaminantes.
4. Qual o resultado esperado?
Levantar os dados de velocidade da reação em função das concentrações testadas e verificar a influência da microgravidade nos parâmetros cinéticos da reação.
