Oxidation of sulfonamide micropollutants by versatile peroxidase from Bjerkandera adusta

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Gabriela Bairán
Edith Chávez-Bravo
Jossue Ortiz-Álvarez
Cynthia Romero-Guido
Eduardo Torres

Resumen

The oxidation of five sulfonamide antibiotics by the versatile peroxidase (VP, EC. 1.11.1.16) from Bjerkandera adusta was quantitatively assessed. The biocatalytic activity of the enzyme was studied by assaying different reaction conditions. Conversion levels were higher than 90 % for all five sulfonamide antibiotics in the model reaction system. In addition, the enzyme performance was also studied in treated wastewater effluents, where three sulfonamide antibiotics were oxidized at a higher level (greater than 85 % oxidation) and two were oxidized at a lower level (up to 50 %). The identified reaction products for two antibiotics, sulfasalazine, and sulfamethoxazole, showed higher antimicrobial activity than the parental compounds. Docking analyses exhibited that the reaction products interacted with the catalytic pocket of the dihydropteroate synthase from Escherichia coli, similar to the parental antibiotics. Though the oxidation is carried out at high velocity and conversion rates, the application of VP in the enzymatic oxidation technology of sulfonamide antibiotics must overcome the production of more toxic products.

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Biografía del autor/a

Gabriela Bairán, Instituto de Ciencias de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Edificio IC 8 Ciudad Universitaria. C.P. 72000, Puebla, México

Estudiante del Doctorado en Ciencias Ambientales de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla.

Edith Chávez-Bravo, Instituto de Ciencias de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Edificio IC 8 Ciudad Universitaria. C.P. 72000, Puebla, México

Profesora Investigadora del Centro de Investigaciones en Microbiología, Instituto de Ciencias de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla.

Jossue Ortiz-Álvarez, Departamento de Microbiología, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional, Prol. de Carpio y Plan de Ayala s/n. Col. Sto. Tomás, 11340 Ciudad de México, México.

Estudiante del Doctorado en Microbiología, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del Instituto Politécnico Nacional.

Cynthia Romero-Guido, Instituto de Ciencias de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Edificio IC 8 Ciudad Universitaria. C.P. 72000, Puebla, México

Profesora Investigadora del Centro de Química, Instituto de Ciencias de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla.

Eduardo Torres, Instituto de Ciencias de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Edificio IC 8 Ciudad Universitaria. C.P. 72000, Puebla, México

Profesor Investigador del Centro de Química, Instituto de Ciencias de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla.

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