Obtención y purificación de extractos de la enzima monóxido de carbono deshidrogenasa de Oligotropha carboxidovorans (cepa OM 5) con actividad de oxidación de monóxido de carbono detectable electroquímicamente por medio de un microelectrodo de platin

Abstract

Extracts of the enzyme carbon monoxide dehydrogenase capable to oxidize carbon monoxide to CO2 were obtained from the carboxidotrophic bacteria Oligotropha carboxidovorans OM5 cultivated under aerobic conditions in a mineral medium saturated with CO. The extracts were obtained disrupting cells by sonication and purification by molecular size-exclusion chromatography and ion-exchange chromatography. The enzymatic activity of the extracts was measured using methylene blue as an artificial electronic acceptor in the oxidation of the CO to CO2. Crude and purified extracts showed enzymatic activity detectable by spectrophotometry. The maximum grade of purification obtained was 200 times and specific enzymatic activities were achieved in the range from 0.01 to 2.0 mU/mg of protein. Electrochemical assays using a platinum microelectrode and methylene blue as an electronic mediator showed an increase of the anodic current when the substrate carbon monoxide was added to the cell that contained the enzymatic extract. These results encourage the construction of an electrochemical biosensor for the detection of carbon monoxide using enzymatic extracts obtained from carboxidotrophic bacteria.

Se obtuvieron extractos crudos y purificados de la enzima monóxido de carbono deshidrogenasa capaces de oxidar monóxido de carbono a CO2, a partir de cultivos de la bacteria carboxidotrofa Oligotropha carboxidovorans (cepa OM5) cultivadas aeróbicamente em un medio mineral saturado con CO. Los extractos crudos se obtuvieron mediante la ruptura de las células por sonicación y se purificaron por cromatografía de exclusión molecular y cromatografía de intercambio iónico. La actividad enzimática de los extractos se midió utilizando azul de metileno como aceptor electrónico artificial en la oxidación del CO a CO2. Se obtuvieron extractos crudos y purificados con actividad enzimática detectable por medio de espectrofotometría. El grado máximo de purificación obtenido fue de 200 veces y se lograron actividades enzimáticas específicas en el rango de 0.01 a 2.0 mU/mg de proteína. Ensayos electroquímicos usando un microelectrodo deplatino y azul de metileno como mediador electrónico, mostraron un aumento de la corriente anódica cuando se adicionó el sustrato monóxido de carbono a la celda que contenía el extracto enzimático. Estos resultados permiten alentar la construcción de un biosensor electroquímico para la detección de monóxido de carbono, utilizando extractos enzimáticos obtenidos a partir de bacterias carboxidotrofas.