Potenciales biocatalizadores aplicables a la biodegradación de pesticidas organofosforados

JULIA SANTILLAN; ANDRES MUZLERA; ELIZABETH LEWKOWICZ; ADOLFO IRIBARREN

Montevideo

Simposio; 2°Simposio Latinoamericano de Biocatalisis y Biotransformaciones, SiLaBB II - EnReBB VII; 2016

Universidad de la República

Los compuestos organofosforados (OPs) son utilizados actualmente como pesticidas en agricultura, en jardines y en la industria veterinaria, aunque inicialmente se emplearon como armas químicas durante la segunda guerra mundial. Su toxicidad está ligada a la inhibición de la acetilcolinesterasa y otras esterasas del sistema nervioso central [1,2], por ello, la intoxicación por OPs se ha convertido en uno de las principales problemas en todo el mundo con alrededor de 3 millones de envenenamientos y 200.000 muertes al año [3]. En consecuencia, existe una necesidad en el desarrollo de métodos para una rápida decontaminación. Por su parte, la degradación biológica (biorremediación) de los OPs se presenta como una alternativa práctica, económica y amigable con el medio ambiente por sobre los tratamientos convencionales físicos o químicos (incineración a altas temperaturas o tratamientos con bases fuertes); sin embargo, uno de los principales inconvenientes es el hallazgo de la enzima o microorganismo capaz de llevar a cabo la biodegradación. En este sentido las fosfotriesterasas (PTE) son esterasas capaces de hidrolizar estereoselectivamente OPs, en particular los triésteres, siendo halladas desde bacterias hasta mamíferos [4]. Estudios previamente realizados en nuestro laboratorio, han permitido hallar dos cepas del género Streptomyces, dos Arthrobacter y dos Nocardia con actividad PTE, como así también cuantificar y optimizar sus condiciones de reacción. En base a lo previamente estudiado, en este trabajo, se evaluó la actividad hidrolítica frente a diferentes OPs (metil paraoxon, MPO; paraoxon, PO; metil paration, MP; coroxon, CO; cumafós, CP; clorpirifós, CPP; y diclorvos, DDVP) de las PTEs bacterianas halladas en condiciones de reacción estándar y óptimas, asignando un biocatalizador capaz de degradar eficientemente cada uno de los OPs estudiados, como por ejemplo Streptomyces setonii para el MPO, Nocardia asteroides frente a PO y CO, Arthrobacter oxydans frente a MP y DDVP. Asimismo, se ha comenzado a estudiar la actividad fosfotriesterasa de A. niger, ya que ésta presenta una gran ventaja en cuanto a su aislamiento y purificación por ser extracelular [5], a diferencia de las PTEs bacterianas que son de membrana. Se confirmó la actividad hidrolítica frente al MPO, posteriormente se aisló la PTE y se evaluó la actividad del crudo enzimático, siendo seis veces más activa. Los biocatalizadores estudiados son de amplio interés para el uso en la biodegradación de OPs, como así también en el empleo como antídoto frente a intoxicaciones