Despolimerización de poliésteres de desecho y de origen biológico por medio de una hidrolasa de lodo activado

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los Polímeros
• Biotecnología
• Ciencias del medio ambiente

Sus antecedentes:

• Se sintetizaron nuevos poliésteres (REPolímero) utilizando ácido tereftálico, etileno glicol, ácido glutárico y decanediol, incorporando bloques de construcción de PET y monómeros de base biológica.
• El reciclaje enzimático ofrece una alternativa sostenible para la gestión de residuos plásticos.
• La comprensión de las relaciones entre la estructura y la degradación del poliéster es crucial para desarrollar estrategias efectivas de reciclaje.

Objetivo del estudio:

• Investigar la hidrólisis enzimática de cuatro nuevos REPolímeros con diferentes estructuras.
• Evaluar el potencial de una nueva hidrolasa de Rhizobacter sp. (Rhb) para la biodegradación y el reciclaje enzimático de estos poliésteres.
• Aclarar el mecanismo de la hidrólisis y identificar los productos de degradación.

Principales métodos:

• Síntesis de cuatro nuevos poliésteres (REpolímeros).
• Identificación y caracterización de una hidrolasa termostable (Rhb) de Rhizobacter sp.
• Experimentos de hidrólisis enzimática analizados mediante espectrometría de masas y cromatografía líquida de alto rendimiento con detección por matrices de diodos (HPLC-DAD).
• Estudio mecanicista de la hidrólisis en REPolímeros de entre 5 y 34 kDa.

Principales resultados:

• La hidrolasa (Rhb) exhibió homología con Ideonella sakaiensis PETase pero con mayor termostabilidad y actividad.
• El ácido tereftálico mono- ((2-hidroxietil) (MHET) fue identificado como el producto primario de la hidrólisis.
• La detección de oligómeros de PET más largos y dímeros alifáticos indicó la escisión endo-wise de los enlaces de éster aromáticos y alifáticos.
• Se observó una acumulación consistente de dímeros en diferentes REPolímeros, lo que sugiere patrones específicos de degradación.

Conclusiones:

• La estructura del poliéster influye significativamente en la eficiencia de la hidrólisis enzimática y en la distribución del producto.
• La nueva hidrolasa (Rhb) es prometedora para el reciclaje enzimático de nuevos poliésteres.
• Los hallazgos apoyan el desarrollo de polímeros avanzados de residuos/biológicos y tecnologías innovadoras de reciclaje.