Desarrollo de una platforma enzimatica para la biodgradación de plásticos sintéticos

FROSIO, T.; FRESCURA, J. ; ROJAS N.L.

Bernal

Congreso; III Congreso ISME Latinoamericano; 2023

Universidad Nacional de Quilmes

La acumulación de plásticos en el ambiente genera graves consecuencias ecológicas y económicas, como resultado de su producción masiva, su baja tasa de reciclaje y su alta persistencia en el ambiente, asociada a su baja degradabilidad biótica y abiótica, lo que lleva a la necesidad de desarrollar sistemas de biorremediación eficientes y sustentables.El objetivo de este trabajo es seleccionar, producir y evaluar la aplicación de enzimas microbianas capaces de depolimerizar dos de los plásticos más utilizados en la actualidad: tereftalato de polietileno (PET) y cloruro de polivinilo (PVC). Se comenzó realizando una búsqueda de reportes sobre enzimas silvestres o mutantes con las actividades de interés. En función de sus características bioquímicas, se seleccionaron una IsPETasa mutante W159H/F229Y y una MHETasa silvestre de Ideonella sakaiensis junto a una cutinasa LCC mutante ICCG para la degradación de PET, y una lignina peroxidasa H8 de Phanerochaete chrysosporium BKM-F-1767 para la degradación de PVC. Una vez seleccionadas, mediante análisis bioinformáticos exhaustivos, se evaluaron características tales como residuos del sitio activo, dominios transmembrana, péptido señal y potenciales sitios de glicosilación, para optimizar sus secuencias nucleotídicas considerando su expresión heteróloga en sistemas eucariotas. Las secuencias nucleotídicas resultantes se obtuvieron en forma sintética y clonadas en vectores de expresión inducible. Mediante protocolos estándar se transformaron las construcciones en Pichia pastoris X-33, y los clones obtenidos se verificaron por colony PCR. Se realizaron cultivos a nivel de frasco agitado de los clones confirmados para la expresión de las enzimas de interés, recuperando las proteínas producidas. Paralelamente, se desarrolló un método para la determinación cuantitativa de actividad esterasa, necesario para la evaluación preliminar de las enzimas PETasa y cutinasa producidas. La puesta a punto se realizó utilizando una IsPETasa silvestre producida mediante un sistema de expresión validado.A partir de este trabajo fue posible desarrollar un método fiable para la detección de actividad enzimática, así como una colección de clones capaces de producir las enzimas de interés, que actualmente están siendo evaluadas en términos de sus características bioquímicas y catalíticas. Se espera aplicar este desarrollo en un sistema de biorremediación capaz de degradar residuos plásticos recalcitrantes.