Modelación de la inactivación/reactivación enzimática sobre una base mecanística Valeria Miranda, Lorena Wilson, Andrés Illanes Pontificia Universidad Católica de Valparaíso Escuela de Ingeniería Bioquímica Avenida Brasil 2147, Valparaíso, fono:56-32-2272642, valeria.miranda.s@gmail.com La teoría de inactivación enzimática ha sido ampliamente estudiada; sin embargo, existe una serie de aspectos que no han sido considerados, siendo un ejemplo de lo anterior la heterogeneidad del sistema enzimático. Por otra parte, se ha demostrado que los biocatalizadores son capaces de recuperar parte de su actividad catalítica luego de haber sido operacionalmente inactivados, proceso conocido como reactivación enzimática. La inactivación enzimática es un proceso que puede ser revertido mediante el retiro del agente inactivante y su posterior incubación en un medio que promueva el replegamiento de la proteína enzimática y, como consecuencia, su reactivación. Considerando que el fenómeno de inactivación puede ser representado por un mecanismo en serie, la enzima inicialmente activa y estructuralmente homogénea, luego de la primera etapa de inactivación habrá perdido tal homogeneidad y existirá como una mezcla de especies enzimáticas con diferentes actividades específicas, lo que se reflejará en un decaimiento de su actividad catalítica. Durante la posterior reactivación, la enzima recuperará parte o la totalidad de su actividad, debido a la redistribución de las especies enzimáticas, viéndose en este caso favorecidas las especies con mayor actividad específica, completándose así el primer ciclo de inactivación/reactivación. Si se realiza otra etapa de inactivación (segundo ciclo), se considerará como punto de partida las condiciones finales de la etapa anterior y así sucesivamente, durante los sucesivos ciclos de inactivación reactivación a que se someta el biocatalizador. Las suposiciones realizadas para el desarrollo del modelo son que el sistema enzimático es inicialmente homogéneo y que la especie inicial nativa no es susceptible de transitar a una especie de mayor actividad específica. El siguiente esquema muestra el mecanismo planteado para la inactivación y reactivación enzimática en serie bifásica: Inactivación: Reactivación: Se plantearon mecanismos monofásicos (reversible e irreversible) y bifásicos (irreversible, con primer paso reversible y segundo paso reversible) tanto para las etapas de inactivación como de reactivación. El planteamiento matemático da origen a un sistema de ecuaciones diferenciales de primer orden que incorpora en las condiciones iniciales la condición de heterogeneidad que se produce a contar de la etapa de reactivación del primer ciclo, obteniéndose una solución analítica. Se modeló el comportamiento de biocatalizadores enzimáticos de penicilina G acilasa inmovilizada en quitosano y glioxil agarosa, obteniéndose en ambos casos un buen ajuste a los resultados experimentales, donde el modelo desarrollado ha sido experimentalmente validado para estos dos biocatalizadores. Es importante destacar que los modelos han sido desarrollados sobre una base mecanística, siendo de utilidad para evaluar el comportamiento de reactores enzimáticos operando por lotes sucesivos con y sin etapas intermedias de reactivación, de modo de evaluar la conveniencia de emplear dichas etapas de reactivación desde la perspectiva de la productividad del sistema y tiempo de recambio del biocatalizador. Agradecimientos: Proyecto financiado por proyecto Fondecyt # 1070361.