Il lavoro svolto durante i tre anni di dottorato è stato indirizzato verso lo sviluppo di nuovi metodi di sintesi ed elettrosintesi di nanomateriali metallici o carboniosi per il miglioramento del trasferimento elettronico diretto tra l’enzima e l’elettrodo. Questo miglioramento si traduce in un notevole incremento della sensibilità, stabilità e selettività dei biosensori sviluppati nonché della potenza generata da una pila enzimatica a biocombustibile, (Biofuel Cell). La prima parte della tesi riguarda lo studio e l’ottimizzazione del trasferimento elettronico diretto della cellobiosio deidrogenasi (CDH), un enzima appartenente alle flavoemeossidoreduttasi, costituito da due subunità dotate rispettivamente di cofattore FAD (subunità I) e heme b (subunità II). In questa parte abbiamo sintetizzato nanoparticelle di oro e di argento con un nuovo metodo “green”, che impiega come agente riducente la quercetina, un noto flavonoide presente in numerosi alimenti e bevande (es. tè, capperi, mirtilli, etc.). La reazione è stata condotta a temperatura ambiente e a pressione atmosferica senza ulteriore purificazione in quanto la quercetina è nota avere un comportamento stabilizzante delle sospensioni colloidali. Le suddette nanoparticelle sono state impiegate nella costruzione di biosensori per la determinazione del lattosio e di una pila a biocombustibile glucosio/ossigeno. Successivamente, abbiamo sviluppato un nuovo metodo per l’elettrodeposizione di nanoparticelle di oro in modo da ottenere una superficie nanostrutturata ordinata che ha portato allo sviluppo di un biosensore per la determinazione del glucosio nella saliva. La seconda parte della tesi riguarda lo studio del meccanismo del trasferimento elettronico diretto della fruttosio deidrogenasi (FDH), con particolare attenzione rivolta all’influenza dei cationi monovalenti e bivalenti, all’influenza della forma delle nanoparticelle sulla catalisi enzimatica, all’individuazione dei siti “heme” coinvolti nel trasferimento elettronico diretto attraverso l’accesso ad una porzione idrofobica dell’enzima, ed infine allo sviluppo di un biosensore per la determinazione del fruttosio realizzato immobilizzando la FDH su elettrodi di oro altamente poroso.