Si bien son \u00fatiles y est\u00e1n presentes en nuestro cotidiano, los envases PET, que se usan para agua y refrescos, provocan un serio problema ambiental. Todos los a\u00f1os, m\u00e1s del 50% de la producci\u00f3n nacional, estimada en alrededor de 380 mil toneladas, es depositado en basureros donde basurales durante a\u00f1os y a\u00f1os hasta su completa descomposici\u00f3n. El resto es aprovechado en procesos variados de reciclaje, resultando en otros productos tales como sogas, alfombras y piezas de artesan\u00eda. Una buena noticia proveniente de Jap\u00f3n se\u00f1ala que, dentro de poco tiempo, ser\u00e1 realidad una nueva forma de degradaci\u00f3n de esos envases por una v\u00eda microbiol\u00f3gica. Estudios en ese sentido, llevados a cabo por el investigador Kohei Oda, profesor em\u00e9rito del Instituto Tecnol\u00f3gico de Kyoto, Jap\u00f3n, y uno de los precursores del descubrimiento en la d\u00e9cada de 1970 de un inhibidor de la proteasa, un tipo de prote\u00edna con la funci\u00f3n de romper otras prote\u00ednas para activarlas o desactivarlas conocido como pepstatina, que a\u00f1os despu\u00e9s, sirvi\u00f3 para inhibir una enzima proteol\u00edtica (formada por proteasa) del VIH. Oda consigui\u00f3 que envases PET, un pol\u00edmero fabricado a partir de la resina poli (tereftalato de etileno), fuesen degradados en tan s\u00f3lo ocho semanas por un consorcio de bacterias y, en la mitad de ese tiempo, por una bacteria espec\u00edfica aislada de ese consorcio. Estos microorganismos, que no son patog\u00e9nicos, secretan al medio externo una variedad de enzimas que descomponen el pol\u00edmero. Las caracter\u00edsticas de las bacterias y de las enzimas responsables por la r\u00e1pida degradaci\u00f3n son guardadas en secreto por fuerza de contrato con el Instituto de Tecnolog\u00eda de Kyoto.<\/p>\n
“La degradaci\u00f3n microbiana ofrece la posibilidad de recuperar locales donde los evases est\u00e1n enterrados o acumulados a lo largo de los a\u00f1os y es una alternativa capaz de competir, en nivel econ\u00f3mico, con la degradaci\u00f3n qu\u00edmica”, dice Oda. \u00c9l estuvo en S\u00e3o Paulo, entre abril y octubre de este a\u00f1o, como profesor visitante en la Universidad Federal de S\u00e3o Paulo (Unifesp) y ofreci\u00f3 conferencias y reuniones en otros institutos de investigaci\u00f3n paulistas. Las bacterias identificadas por \u00e9l en basureros en el Jap\u00f3n metabolizan poli\u00e9steres, tales como el PET. Los poli\u00e9steres son pol\u00edmeros cuyas uniones qu\u00edmicas resultan de la uni\u00f3n de un \u00e1cido con un alcohol. Esas uniones, llamadas \u00e9steres, se pueden deshacer por tratamiento \u00e1cido o a\u00fan por medio de enzimas. “Si la degradaci\u00f3n ocurre por medio de un grupo de bacterias o por una \u00fanica bacteria, son producidas enzimas, las proteasa o proteol\u00edticas, que hidrolizan \u2013 rompen la uni\u00f3n en presencia de agua \u2013 las uniones \u00e9steres y despu\u00e9s degradan los mon\u00f3meros, que son las unidades que componen los pl\u00e1sticos, formando di\u00f3xido de carbono y agua”, explica Luiz Juliano, profesor del Departamento de Biof\u00edsica de la Unifesp.<\/p>\n
El mayor desaf\u00edo para hacer comercialmente factible el proceso descubierto por el microbi\u00f3logo japon\u00e9s \u2013 ya existen conversaciones con algunas empresas del Jap\u00f3n \u2013 es resolver la rotura de la cristalinidad del PET, sin la cual las bacterias no consiguen hacer la descomposici\u00f3n de los embalajes. Cuando el poli (tereftalato de etileno) es procesado para formar las botellas, \u00e9l adquiere una consistencia cristalina que impide cualquier interacci\u00f3n de las paredes de la botella con el agua. Esa propiedad es ben\u00e9fica, porque permite el uso del embalaje PET en la preservaci\u00f3n y en el acondicionamiento de bebidas, pero, al mismo tiempo, dificulta su degradaci\u00f3n. Seg\u00fan Oda, la salida para romper la estructura cristalina del PET es someterlo a un calentamiento de 260\u00b0 Celsius (C) en autoclaves o por \u00e9steres m\u00e1s expuestas a la hidr\u00f3lisis, tornando posible el proceso de descomposici\u00f3n.<\/p>\n
M\u00faltiples aplicaciones Uno de los trabajos del grupo de Juliano est\u00e1 relacionado con la enfermedad cel\u00edaca, caracterizada por la intolerancia de las personas al gluten. Ese problema es consecuencia de que el gluten tiene una prote\u00edna denominada gliadina, que es muy rica en prolina, uno de los 20 amino\u00e1cidos naturales que componen las prote\u00ednas. Eso hace a la gliadina poco susceptible a la digesti\u00f3n, dificultando la hidr\u00f3lisis por las enzimas digestivas del est\u00f3mago y del intestino. Los fragmentos de esa prote\u00edna no digeridos pueden ser absorbidos y desarrollar en muchas personas (en una proporci\u00f3n de 1 para 200, en los pa\u00edses occidentales) un cuadro cl\u00ednico de intolerancia. “Estamos sintetizando centenas de sustratos pept\u00eddicos (fragmentos de prote\u00ednas) conteniendo prolina para examinar l\u00e3s enzimas prote\u00f3licas con preferencia por prolina. Eso nos permitir\u00e1 buscar proteasa de alta eficiencia en la degradaci\u00f3n de los fragmentos de gliadina”, dice el investigador de la Unifesp. El objetivo final del proyecto, por lo tanto, es descubrir enzimas que puedan ser usadas en el tratamiento de gluten o administradas, en la forma de c\u00e1psulas, en pacientes que sufren de intolerancia al producto.<\/p>\n Otro proyecto importante que cuenta con la participaci\u00f3n del grupo de la Unifesp tiene como foco una enzima proteol\u00edtica aislada de bacterias que crecen en fermentados de pescado en Tailandia. Esa investigaci\u00f3n cuenta con la colaboraci\u00f3n del profesor Oda y de cient\u00edficos tailandeses. \u00bfY cu\u00e1l es la importancia de esa enzima? “La fermentaci\u00f3n de sardinas es hecha en alt\u00edsimas concentraciones de sal de cocina, sustrato donde viven las bacterias”, responde Juliano. “Las proteasas secretadas por esas bacterias tambi\u00e9n operan en altas concentraciones salinas, superiores a 20%. Y la industria requiere enzimas de ese tipo, que soporten la salinidad y temperaturas altas”, destaca. Brasil tiene plantas que crecen al borde de salinas y el investigador Jo\u00e3o L\u00facio de Azevedo, de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq), de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP), ya hizo se\u00f1as con la posibilidad de bacterias endof\u00edticas (que viven en el interior de tejidos vegetales) de esas plantas expresen proteasis que operen en alta concentraci\u00f3n de sal.\u00a0 Para encontrar microorganismos como los que act\u00faan en la fermentaci\u00f3n de sardinas o que tengan otras aplicaciones m\u00e9dicas, biol\u00f3gicas o industriales, los investigadores hacen un verdadero trabajo de detective. Ellos van al campo e investigan diferentes ambientes en busca de esos seres microsc\u00f3picos.<\/p>\n Riqueza animal Juliano cree que material igualmente rico, diverso y abundante pueda ser encontrado en el zoo paulistano, donde las heces fecales de los animales son mezcladas con cavacos de madera y otros restos de vegetaci\u00f3n y son compostados. “En el proceso de compostura, la temperatura llega a 70\u00b0C. Podemos encontrar hongos y bacterias creciendo en condiciones extremas de temperatura”, dice \u00e9l. “Creo que tenemos una oportunidad de prospectar una variedad inmensa de microorganismos venidos de diferentes especies de animales.” Todo eso sin necesitar tocar o importunar a los animales.<\/p>\n Adem\u00e1s del zool\u00f3gico, Juliano y Oda visitaron otras instituciones de investigaci\u00f3n en microbiolog\u00eda de la capital e interior paulista para proponer el establecimiento de una red de cooperaci\u00f3n en el \u00e1rea, como la USP de Ribeir\u00e3o Preto, Universidad Estadual Paulista de S\u00e3o Jos\u00e9 del R\u00edo Preto y de R\u00edo Claro, y la Universidad Estadual de Campinas, y de la unidad de la Unifesp en Diadema. La asociaci\u00f3n de los grupos de investigaci\u00f3n del profesor Juliano y del profesor Oda incrementar\u00e1 los estudios de las proteasa ya descubiertas y, al mismo tiempo, ser\u00e1 una oportunidad para la diseminaci\u00f3n, tambi\u00e9n para otros grupos interesados, en las experiencias en prospecci\u00f3n de microorganismos de uso pr\u00e1ctico. “Queremos tambi\u00e9n ofrecer nuestra contribuci\u00f3n en el \u00e1rea de enzimas proteol\u00edticas, haciendo disponible la plataforma de estudio de las proteasa que nuestro grupo mont\u00f3 en los \u00faltimos 27 a\u00f1os”, cuenta Juliano.<\/p>\n Los Proyectos 2. Kohei Oda, Kyoto Institute of Technology, Jap\u00e3o
\n<\/strong>El uso de microorganismos para la degradaci\u00f3n de productos que poluen el ambiente \u2013 un proceso conocido como biorremediaci\u00f3n \u2013 es solamente una de las \u00e1reas de la microbiolog\u00eda aplicada. Ese ramo de la ciencia tiende a la prospecci\u00f3n y utilizaci\u00f3n de microorganismos que produzcan enzimas o otras sustancias para su uso en los m\u00e1s diversos ramos de actividad, como en la medicina, en la industria alimenticia, de curtimiento, cosm\u00e9tica, de tejedur\u00eda, de az\u00facar y de alcohol y de papel y celulosa, entre otros. Hoy, uno de los focos de la microbiolog\u00eda es la fermentaci\u00f3n de az\u00facares para bio-combustibles. “Brasil tambi\u00e9n tiene contribuciones en microbiolog\u00eda de patolog\u00edas humanas, como la enfermedad de Chagas, leishmaniasos, tuberculosis y dengue, pero, por su biodiversidad, ofrece muchas posibilidades para el avance de la microbiolog\u00eda en otras \u00e1reas”, afirma Juliano. “Brasil est\u00e1 despertando para ese potencial”, dice el investigador brasile\u00f1o, coordinador de un proyecto tem\u00e1tico sobre el tema, que tiene el objetivo de identificar enzimas de humanos, hongos, bacterias y venenos de animales con alguna utilidad industrial o farmacol\u00f3gica. \u00c9l se\u00f1ala el trabajo de la profesora Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli, del Departamento de Biolog\u00eda de la Facultad de Filosof\u00eda, Ciencias y Letras de Ribeir\u00e3o Preto de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP). Ella aisl\u00f3 de compuestos de champignon una variedad de hongo, el Rhisopus microsporus, que se mostr\u00f3 un excelente productor de amilasa. Esa enzima es usada en la producci\u00f3n de edulcorantes, sirope de glucosa para las industrias de cerveza y de medicamentos. Lo m\u00e1s interesante es que esos hongos crecen en soportes s\u00f3lidos muy baratos como sabuco de ma\u00edz y bagazo de ca\u00f1a y a temperaturas arriba de 45\u00b0C, facilitando la producci\u00f3n industrial.<\/p>\n
\n<\/strong>La prospecci\u00f3n de microorganismos fue uno de los motivos de la visita que Luiz Juliano y Kohei Oda hicieron a la Fundaci\u00f3n Parque Zool\u00f3gico de S\u00e3o Paulo en octubre pasado. Hace poco tiempo, Oda consigui\u00f3 aislar en heces fecales de animales de zool\u00f3gicos del Jap\u00f3n cerca de 500 cepas de bacterias que tienen en com\u00fan la producci\u00f3n de \u00e1cido l\u00e1ctico o \u00e1cido ac\u00e9tico. En general, esas bacterias no son patog\u00e9nicas ni t\u00f3xicas y pueden producir enzimas u otras sustancias de inter\u00e9s biol\u00f3gico.<\/p>\n
\n<\/strong>1. Sustratos e inhibidores pept\u00eddicos para enzimas proteol\u00edticas
\nModalidad
\n<\/em><\/strong>Proyecto Tem\u00e1tico
\nCoordinador
\n<\/em><\/strong>Luiz Juliano Neto \u2013 Unifesp
\nInversi\u00f3n
\n<\/strong><\/em>376.320,26 reales
\n111.757,59 d\u00f3lares (FAPESP)<\/p>\n
\nModalidad
\n<\/em><\/strong>Auxilio a la venida del Investigador Visitante
\nCoordinador
\n<\/strong><\/em>Luiz Juliano Neto \u2013 Unifesp
\nInversi\u00f3n
\n<\/strong><\/em>41.193,00 reales (FAPESP)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Enzimas degradan prote\u00ednas y botellas PET y pueden tener nuevos usos industriales","protected":false},"author":23,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[280,328],"coauthors":[116],"class_list":["post-83591","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-bioquimica-es","tag-quimica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83591","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=83591"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83591\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=83591"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=83591"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=83591"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=83591"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}