El desconocimiento de los mecanismos moleculares que hacen posible la biocatálisis es un obstáculo para desarrollar procesos biotecnológicos que permitan el reciclaje de plásticos. Un proyecto de investigación liderado por un equipo de la Universitat Jaume I ha permitido degradar plásticos PET muy utilizados mediante una enzima natural, CALB, modificando el pH del medio. Esto abre una nueva forma de reciclar el PET, que está presente, por ejemplo, en envases, botellas o textiles de todo tipo, y genera compuestos inofensivos que son útiles en posteriores procesos de síntesis.
Los resultados fueron publicados en la revista Nature Communications. por un equipo de bioquímica computacional del Instituto de Materiales Avanzados (INAM) de la UJI liderado por Vicent Moliner y Katarzyna Świderek, en colaboración con un grupo del Centro de Investigación Cooperativa en Biomateriales (CIC biomaGUNE) del País Vasco, liderado por Fernando López Gallego, y otro de la Universidad del País Vasco, liderado por Haritz Sardon. Estos dos últimos grupos realizaron la parte experimental del proyecto.
Moliner explica:"Como los polímeros sintéticos no existían históricamente, la evolución no ha tenido tiempo de desarrollar enzimas capaces de degradar estos materiales". Los plásticos tienen propiedades muy interesantes, lo que lleva a su uso extensivo en diferentes aplicaciones. Sin embargo, es precisamente una de estas propiedades (su durabilidad) la que plantea el problema de su reciclaje.
"Los investigadores se preguntan cómo reciclarlos de manera eficiente y sin generar problemas ambientales. En este sentido, uno de los objetivos de nuestro grupo en el INAM es diseñar enzimas que puedan degradar los plásticos. Como químicos computacionales, hicimos las predicciones basadas en simulaciones teóricas. y nuestros compañeros del País Vasco llevaron a cabo la demostración experimental", afirma Moliner.
El estudio se basó en una enzima natural (CALB) que, según Moliner, "a diferencia de la mayoría de enzimas, es capaz de catalizar más de una reacción; es muy promiscua. Así descubrimos que no sólo podemos utilizar esta enzima para degradar el PET, pero modificando el pH del medio, la estructura de la enzima varió y pudimos llegar a dos tipos de productos difíciles de obtener por métodos tradicionales de síntesis, y que son útiles para obtener otros." P>
El investigador del INAM destaca que de esta manera "hemos descubierto un mecanismo muy simple que nos permite degradar un polímero sintético en solución acuosa y a baja temperatura, además de controlar los productos finales de la reacción con solo modular el pH". /P>
El siguiente paso, indica Moliner, es “seguir profundizando en el estudio para mejorar la velocidad de la reacción rediseñando la enzima”. Otra línea que exploran actualmente es avanzar en la degradación de otros plásticos como los poliuretanos, otro tipo de polímero sintético muy utilizado en la actualidad, punto en el que el grupo de Bioquímica Computacional del INAM trabaja con otros grupos de investigación de Suecia y Dinamarca. P>
Más información: Katarzyna Świderek et al, Estudios mecanísticos de una lipasa revelan el efecto del pH en los productos de hidrólisis de pequeños módulos de PET, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-39201-1
Información de la revista: Comunicaciones sobre la naturaleza
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