Publication detail

Catalytic properties of variously immobilized mushroom tyrosinase: A kinetic study for future development of biomimetic amperometric biosensors

Year: 2020

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Journal of Electroanalytical Chemistry

Publisher name: Elsevier Science SA

Place: Lausanne

Page from-to: "114066-1"-"114066-9"

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Katalytické vlastnosti různě imobilizované houbové tyrosinázy: Kinetická studie pro budoucí vývoj biomimetických amperometrických biosenzorů	Houbová tyrosináza byla imobilizována přímým zapuštěním do elektrodového materiálu (modifikovaná uhlíková pastová elektroda), zabudováním zesítěných enzymových agregátů do polymerní membrány (skelná uhlíková elektroda pokrytá tenkou vrstvou Nafionu (R) a kovalentní vazbou pomocí samovolně sestavené monovrstvy (zlatá elektroda s chemicky vázaným enzymem). Standardní UV-Vis spektrofotometrie a amperometrie v dávkové konfiguraci jsou prezentovány jako doplňkové metody ke studiu kinetiky enzymu tyrosinázy, jehož katecholázová aktivita vede k elektroaktivním produktům (ortho-chinony). Díky vyšší citlivosti amperometrické detekce byla získána evidentní výhoda ve spotřebě enzymu. Připravené amperometrické tyrozinázové biosenzory byly charakterizovány pomocí cyklické voltametrie a mikroskopie atomových sil. Byly porovnány hodnoty Michaelisovy konstant imobilizované a nenavázané tyrosinázy (roztok volného enzymu) vůči dopaminu a katecholu. Zdánlivé Michaelisovy hodnoty konstant pro imobilizovanou tyrosinázu jsou významně nižší než deklarovaná hodnota 0,840 mmol L-1 dopaminu pro nenavázaný enzym. Enzym tyrosináza uspořádaná v samostatně sestavené monovrstvě slouží jako účinný senzor díky nízké zjevné Michaelisově konstantě 0,061 mmol L-1 dopaminu a vysoké maximální reakční rychlosti 0,458 uAs (-1). Tato skutečnost odráží ideální uspořádání molekul enzymu způsobujících vysokou dostupnost vazebného místa. Gelová elektroforéza a mikroskopie atomových sil tris-glycin natriumdodecylsulfát polyakrylamid objasnily, že protein o molekulové hmotnosti 25 kDa je výhodně navázán na chemicky modifikovanou zlatou elektrodu. Senzor připravený imobilizací tyrosinázy na zlaté elektrodě má za následek vyšší aktivitu katecholázy vůči dopaminu než v případě elektrod CPE a GC, kde je enzym fyzicky imobilizován.	Ampérmetrie; Neurotransmitery; Imobilizace enzymu; Kinetika enzymů; Houbová tyrosináza; UV-Vis spektrofotometrie
eng	Catalytic properties of variously immobilized mushroom tyrosinase: A kinetic study for future development of biomimetic amperometric biosensors	Mushroom tyrosinase was immobilized by direct embedding into electrode material (modified carbon paste electrode), incorporation of cross-linked enzyme aggregates into a polymer membrane (glassy carbon electrode covered by thin layer of Nafion (R)), and covalent attachment using self-assembled monolayers (gold electrode with the chemically bound enzyme). Both, standard UV-Vis spectrophotometry and amperometry in a batch configuration are presented as complementary methods to study the tyrosinase enzyme kinetics, whose catecholase activity results in electroactive products (ortho-quinones). Due to higher sensitivity of amperometric detection, evident advantage in the enzyme consumption was obtained. Prepared amperometric tyrosinase biosensors were characterized using cyclic voltammetry and atomic force microscopy. The Michaelis constant values of immobilized and unbound tyrosinase (free enzyme solution) towards dopamine and catechol were compared. The apparent Michaelis constant values for immobilized tyrosinase are significantly lower than the declared value of 0.840 mmol L-1 dopamine for the unbound enzyme. The enzymetyrosinase arranged in self-assembledmonolayer serves as an efficient sensor due to lowapparent Michaelis constant of 0.061 mmol L-1 dopamine and high maximum reaction velocity of 0.458 mu A s(-1). This fact reflects the ideal arrangement of enzymemolecules causing high availability of the binding site. Tris-glycine sodiumdodecyl sulphate polyacrylamide gel electrophoresis and atomic force microscopy clarified that the protein of molecular weight 25 kDa is bound preferably on chemically modified gold electrode. A sensor prepared by the immobilization of tyrosinase on gold electrode results in higher catecholase activity towards dopamine than in case of CPE and GC electrodes, where enzyme is immobilized physically.	Amperometry; Neurotransmitters; Enzyme immobilization; Enzyme kinetics; Mushroom tyrosinase; UV-Vis spectrophotometry

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links