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TÉCNICAS DE ESTUDIO




EMPLEO DE ENZIMAS FÚNGICAS PARA LA DEGRADACIÓN DE XENOBIÓTICOS





PAOLA ABIGAIL TARCO CANDO







ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO
FACULTAD DE CIENCIAS
INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL
RIOBAMBA
2014

EMPLEO DE ENZIMAS FÚNGICAS PARA LA DEGRADACIÓN DE XENOBIÓTICOS

Cada año se producen en el mundo alrededor de 100-150millones de toneladas de productos químicos y unos 1.000 compuestos nuevos que se lanzan al mercado. La mayoría de ellos son sintéticos (xenobióticos) lo que los hace resistentes a la biodegradación por los microorganismos indígenas con la consiguiente acumulación, persistencia y deterioro del ambiente. El término xenobióticos significa “extraño a la vida” (Devlin, 2004, pág. 476)

“Losmétodos de tratamiento convencionales, para este tipo de contaminantes, tales como la extracción con solventes, la adsorción en carbón activado y la oxidación química presentan serios inconvenientes por su elevado coste, detoxificación incompleta, formación de subproductos peligrosos y, a menudo, solo aplicables en un rango de concentraciones limitado” (Antonio Callaba, Inés Iribarren, 2003, pág. 49)Los organismo competentes, luchan por desarrollar la implantación de regulaciones medioambientales cada vez más estrictas, trae consigo la necesidad de encontrar tecnologías de tratamiento innovadoras y ecológicas para complementar o sustituir a las convencionales.
“A partir de la década de los 80 se propuso el empleo de los hongos de putrefacción blanca para la decoloración deefluentes y la degradación de compuestos xenobióticos y recalcitrantes” (Castaña, 2005, pág. 28)

Estos hongos son los únicos microorganismos capaces de degradar todos los componentes de la madera debido a la secreción de un complejo enzimático extracelular no específico. Dicho complejo está formado fundamentalmente por peroxidasas (lignina peroxidasa, manganeso-dependienteperoxidasa) y lacasas. Estas últimas presentan gran interés para aplicaciones industriales y ambientales debido a su amplia especificidad de sustrato y a que a diferencia de las peroxidasas que necesitan la presencia de peróxido de hidrógeno, las lacasas solo requieren oxígeno para la reacción y solo producen agua como desecho del proceso, por lo que se las denomina “biocatalizadores verdes”.Además, las lacasas son también capaces de oxidar sustratos no fenólicos en presencia de ciertos compuestos de bajo peso molecular que actúan como intermediarios redox, denominados mediadores. La descripción de los sistemas lacasa-mediador amplió enormemente la versatilidad de las lacasas para su aplicación biotecnológica orientada a la degradación de compuestos aromáticos recalcitrantes.La utilización de estas enzimas a escala industrial se ve obstaculizada por su elevado coste de producción, por su desactivación debido a la gran variedad de condiciones ambientales que caracterizan los lugares contaminados (pH, sales, compuestos inhibitorios, gradientes de temperatura extremos) y por el coste y toxicidad de los mediadores redox.

El coste de la enzima puedereducirse mediante el uso de materiales residuales (residuos agrícolas) para su producción y la estabilidad de la enzima puede aumentarse mediante la inmovilización de la misma en soportes insolubles. Además la inmovilización de la enzima permite su reutilización cíclica disminuyendo los costes totales del proceso.” En cuanto al uso de mediadores, las investigaciones actuales están orientadas hacia labúsqueda de mediadores de bajo coste, no tóxicos y de fácil biodegradación” (Rodriguez, 2011)

Se ha producido enzima lacasa con elevada actividad y bajo coste utilizando cáscaras de semillas de girasol como soporte-sustrato. El sistema se escaló a reactores de laboratorio sin perder productividad. La lacasa así obtenida se inmovilizó en esferas de alúmina que posteriormente se...