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1-Etil-3(3-dimetil aminopropil) carbodiimida (EDC). Se Mario Riera Romo
obtuvo una repuesta electroquímica pronunciada y
sostenida por parte de la SOD1 inmovilizada, con un También se han obtenido biosensores para radicales a
potencial de 56 +/- 9 mV, en tampón de baja fuerza iónica partir de la SOD inmovilizada en nanopartículas de óxido
y libre de proteínas, a pH 7,5. Este resultado indica una de níquel, que a su vez se retienen por electrodeposición
transformación redox cuasirreversible, por parte de la con voltametría cíclica en un electrodo de fibra de carbono
enzima sobre la superficie de oro. modificado (55). El sensor obtenido por este método,
mantiene un proceso redox bien definido con un potencial
Aunque se constató cierta pérdida de actividad por de −0,03 V en pH 7,4. La SOD inmovilizada presentó un
parte de la proteína, se mantiene la sensibilidad necesaria recubrimiento superficial (I) y una constante de
para la función del biosensor. El empleo de un modificador transferencia electrónica heterogénea (ks) de 1,75 × 10−11
de mayor longitud podría solucionar esta deficiencia, al mol/ cm2 y 7,5 ± 0,5 s−1, respectivamente. En general, el
permitir una mayor interacción proteína-electrodo (51). biosensor exhibió una respuesta amperométrica muy
rápida (3 s) en un rango de concentraciones de anión
Un acercamiento similar a esta aplicación es descrito superóxido de 10 µM a 0,25 mM, una alta sensibilidad
por Endo K. et al. en 2002 (52), con la obtención de un (12,40 nA µM−1 cm−2) y un límite de detección de 2,66
biosensor a partir de SOD2 inmovilizada en un electrodo µM. Este dispositivo muestra elevada estabilidad,
de platino con el empleo de glutaraldehído y un mediador reproducibilidad y tiempo de vida (54), lo que valida las
para el transporte de electrones, compuesto por ferrocen- nanopartículas de óxidos metálicos como portadores
carboxaldehído, cianamida y albúmina bovina. El sistema eficientes de SOD inmovilizada, para determinaciones
completo fue recubierto con poliuretano como protección amperométricas de radicales sin interferencias.
adicional.
Otra aplicación importante de la SOD en el campo de
Este biosensor se empleó para cuantificar aniones la nanotecnología, fue aportada por Song C. et al. en 2012
superóxido en solución, generados por la Xantina Oxidasa (55), que inmovilizan por medio de glutaraldehído, la
en presencia de xantina, mediante una corriente eléctrica, SOD2 termoestable aislada del organismo Thermus
acoplando el electrodo a un sistema de detección. En las thermophilus, en nanopartículas supermagnéticas de óxido
soluciones evaluadas la señal del sensor creció de hierro y silicio modificadas con polímeros orgánicos.
linealmente, de forma proporcional a las cantidades de
xantina añadida, lo que evidencia la precisión de las Las partículas con la enzima incorporada fueron
mediciones. También se determinó la capacidad de caracterizadas por difracción de rayos X, microscopía
detección del sensor a partir de tejido cardíaco de ratas electrónica de transmisión y análisis magnetométrico. Se
inyectadas con endotoxina, resultando en una medición registró un diámetro de 40 ± 5 nm y un valor de saturación
estable con valores elevados, en concordancia con la de magnetización de 27,9 emu/g, sin remanencia o
situación de estrés oxidativo generada (52). coersitividad. En comparación con la enzima libre, la
SOD2 inmovilizada presentó mayor resistencia a la
En otras investigaciones se ha combinado la temperatura, pH, iones metálicos, inhibidores enzimáticos
mutagénesis dirigida y la inmovilización, para lograr y detergentes (55). Otros resultados mostraron que la
métodos factibles y eficientes de fijación covalente de la enzima puede ser reutilizada 10 veces sin pérdida
SOD1 a superficies de oro, con aplicación en la significativa en la actividad, lo que evidencia la
construcción de biosensores (53). En este trabajo se factibilidad de este método de inmovilización y la
obtienen 6 mutantes monoméricos en los que se han estabilidad que brinda el anclaje químico a nanopartículas
introducido una o dos cisteínas adicionales, lo que permite (55). Estos nanodispositivos ofrecen ventajas en la
inmovilizar la enzima mediante grupos sulfidrilos en una biomedicina y otras aplicaciones industriales basadas en la
superficie de oro, sin necesidad de recubrimiento orgánico SOD2.
ni otros modificadores. Un biosensor obtenido por este
principio fue evaluado en la determinación de radicales 2.4. Atrapamiento y microencapsulación
superóxido, mostrando una mayor sensibilidad que los
electrodos de Citocromo C clásicos (53), sin interferencias, La encapsulación en estructuras poliméricas y
pero sin alcanzar la sensibilidad del sensor de oro liposomas, así como el atrapamiento en geles y polímeros
modificado con AMP a partir del dímero de SOD1 proteicos (Figura 5), también han encontrado su
inmovilizado. aplicación en el trabajo con la SOD, siendo empleados
tanto para la obtención de biosensores como para el
La otra aplicación fundamental, de carácter más mejoramiento terapéutico y la liberación controlada de la
reciente en el campo de la inmovilización de la SOD, es la enzima.
fijación a nanopartículas metálicas (Figura 4, A y B).
En algunos experimentos se ha realizado el
En este sentido destaca el trabajo de Villalonga R. et al. atrapamiento de SOD y Xantina Oxidasa en matrices de
en 2005 (54), con la obtención de nanopartículas de oro gelatina entrecruzada con glutaraldehído (56), creando
pertioladas y recubiertas de β-ciclodextrina, que permiten sistemas estables de porosidad controlada (Figura 5A) que
la inmovilización supramolecular de la SOD1 con alta permiten la difusión de sustratos y constituyen modelos
retención de la actividad. Este dispositivo tiene para la generación y evaluación de radicales libres.
potencialidades para ser empleado en futuras terapias
contra el estrés oxidativo. Campanella L. et al. en 1999 (57) obtuvieron un
biosensor a partir de la SOD atrapada en geles de κ-
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@Real Academia Nacional de Farmacia. Spain
obtuvo una repuesta electroquímica pronunciada y
sostenida por parte de la SOD1 inmovilizada, con un También se han obtenido biosensores para radicales a
potencial de 56 +/- 9 mV, en tampón de baja fuerza iónica partir de la SOD inmovilizada en nanopartículas de óxido
y libre de proteínas, a pH 7,5. Este resultado indica una de níquel, que a su vez se retienen por electrodeposición
transformación redox cuasirreversible, por parte de la con voltametría cíclica en un electrodo de fibra de carbono
enzima sobre la superficie de oro. modificado (55). El sensor obtenido por este método,
mantiene un proceso redox bien definido con un potencial
Aunque se constató cierta pérdida de actividad por de −0,03 V en pH 7,4. La SOD inmovilizada presentó un
parte de la proteína, se mantiene la sensibilidad necesaria recubrimiento superficial (I) y una constante de
para la función del biosensor. El empleo de un modificador transferencia electrónica heterogénea (ks) de 1,75 × 10−11
de mayor longitud podría solucionar esta deficiencia, al mol/ cm2 y 7,5 ± 0,5 s−1, respectivamente. En general, el
permitir una mayor interacción proteína-electrodo (51). biosensor exhibió una respuesta amperométrica muy
rápida (3 s) en un rango de concentraciones de anión
Un acercamiento similar a esta aplicación es descrito superóxido de 10 µM a 0,25 mM, una alta sensibilidad
por Endo K. et al. en 2002 (52), con la obtención de un (12,40 nA µM−1 cm−2) y un límite de detección de 2,66
biosensor a partir de SOD2 inmovilizada en un electrodo µM. Este dispositivo muestra elevada estabilidad,
de platino con el empleo de glutaraldehído y un mediador reproducibilidad y tiempo de vida (54), lo que valida las
para el transporte de electrones, compuesto por ferrocen- nanopartículas de óxidos metálicos como portadores
carboxaldehído, cianamida y albúmina bovina. El sistema eficientes de SOD inmovilizada, para determinaciones
completo fue recubierto con poliuretano como protección amperométricas de radicales sin interferencias.
adicional.
Otra aplicación importante de la SOD en el campo de
Este biosensor se empleó para cuantificar aniones la nanotecnología, fue aportada por Song C. et al. en 2012
superóxido en solución, generados por la Xantina Oxidasa (55), que inmovilizan por medio de glutaraldehído, la
en presencia de xantina, mediante una corriente eléctrica, SOD2 termoestable aislada del organismo Thermus
acoplando el electrodo a un sistema de detección. En las thermophilus, en nanopartículas supermagnéticas de óxido
soluciones evaluadas la señal del sensor creció de hierro y silicio modificadas con polímeros orgánicos.
linealmente, de forma proporcional a las cantidades de
xantina añadida, lo que evidencia la precisión de las Las partículas con la enzima incorporada fueron
mediciones. También se determinó la capacidad de caracterizadas por difracción de rayos X, microscopía
detección del sensor a partir de tejido cardíaco de ratas electrónica de transmisión y análisis magnetométrico. Se
inyectadas con endotoxina, resultando en una medición registró un diámetro de 40 ± 5 nm y un valor de saturación
estable con valores elevados, en concordancia con la de magnetización de 27,9 emu/g, sin remanencia o
situación de estrés oxidativo generada (52). coersitividad. En comparación con la enzima libre, la
SOD2 inmovilizada presentó mayor resistencia a la
En otras investigaciones se ha combinado la temperatura, pH, iones metálicos, inhibidores enzimáticos
mutagénesis dirigida y la inmovilización, para lograr y detergentes (55). Otros resultados mostraron que la
métodos factibles y eficientes de fijación covalente de la enzima puede ser reutilizada 10 veces sin pérdida
SOD1 a superficies de oro, con aplicación en la significativa en la actividad, lo que evidencia la
construcción de biosensores (53). En este trabajo se factibilidad de este método de inmovilización y la
obtienen 6 mutantes monoméricos en los que se han estabilidad que brinda el anclaje químico a nanopartículas
introducido una o dos cisteínas adicionales, lo que permite (55). Estos nanodispositivos ofrecen ventajas en la
inmovilizar la enzima mediante grupos sulfidrilos en una biomedicina y otras aplicaciones industriales basadas en la
superficie de oro, sin necesidad de recubrimiento orgánico SOD2.
ni otros modificadores. Un biosensor obtenido por este
principio fue evaluado en la determinación de radicales 2.4. Atrapamiento y microencapsulación
superóxido, mostrando una mayor sensibilidad que los
electrodos de Citocromo C clásicos (53), sin interferencias, La encapsulación en estructuras poliméricas y
pero sin alcanzar la sensibilidad del sensor de oro liposomas, así como el atrapamiento en geles y polímeros
modificado con AMP a partir del dímero de SOD1 proteicos (Figura 5), también han encontrado su
inmovilizado. aplicación en el trabajo con la SOD, siendo empleados
tanto para la obtención de biosensores como para el
La otra aplicación fundamental, de carácter más mejoramiento terapéutico y la liberación controlada de la
reciente en el campo de la inmovilización de la SOD, es la enzima.
fijación a nanopartículas metálicas (Figura 4, A y B).
En algunos experimentos se ha realizado el
En este sentido destaca el trabajo de Villalonga R. et al. atrapamiento de SOD y Xantina Oxidasa en matrices de
en 2005 (54), con la obtención de nanopartículas de oro gelatina entrecruzada con glutaraldehído (56), creando
pertioladas y recubiertas de β-ciclodextrina, que permiten sistemas estables de porosidad controlada (Figura 5A) que
la inmovilización supramolecular de la SOD1 con alta permiten la difusión de sustratos y constituyen modelos
retención de la actividad. Este dispositivo tiene para la generación y evaluación de radicales libres.
potencialidades para ser empleado en futuras terapias
contra el estrés oxidativo. Campanella L. et al. en 1999 (57) obtuvieron un
biosensor a partir de la SOD atrapada en geles de κ-
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@Real Academia Nacional de Farmacia. Spain
