Resumen:

La acumulación de plásticos en el medio ambiente se ha convertido en una preocupación importante para toda la sociedad. En los últimos años, la biodegradación enzimática ha surgido como una estrategia prometedora y sostenible para el reciclaje de polietileno tereftalato (PET), uno de los plásticos de poliéster más utilizados. Sin embargo, la aplicación industrial de estas tecnologías aún enfrenta varios desafíos poco explorados, como la inmovilización y reutilización de los biocatalizadores.

En este estudio se presenta el uso de IC-Tagging, una novedosa metodología de un solo paso para la auto-inmovilización intracelular de la enzima LCCICCG, reconocida por degradar PET, formando nanoesferas proteicas. La enzima inmovilizada mostró actividad frente a sustratos solubles, además de una mayor resistencia térmica y estabilidad durante el almacenamiento prolongado, conservando el 58 % de su actividad relativa después de 3 meses a temperatura ambiente.

La LCCICCG inmovilizada también demostró una notable capacidad de reutilización, con una pérdida mínima de actividad después de 10 ciclos de uso. Lo más importante es que se logró una degradación casi completa (>90 %) de diversos residuos posconsumo de PET amorfo no tratado, en un amplio rango de temperaturas (50–70 °C), mediante la eliminación de los productos y la reutilización repetida de la enzima.

Además, la reutilización permitió la degradación casi total de dos lotes consecutivos de PET posconsumo en 6 días, superando a todos los biocatalizadores inmovilizados reportados a escala de laboratorio.

En conclusión, IC-Tagging surge como una plataforma prometedora y versátil para la producción, inmovilización y reutilización de hidrolasas PET de alto rendimiento, contribuyendo a la gestión sostenible de los residuos plásticos.

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Conclusiones:

En este trabajo presentamos un novedoso método de auto-inmovilización “dentro de la célula” para enzimas degradadoras de PET, con ventajas potenciales sobresalientes frente a estrategias desarrolladas previamente a pequeña escala. Además de permitir una producción simple y rentable de la enzima inmovilizada, su gran reutilizabilidad y la degradación eficiente de PET posconsumo sin tratar posicionan esta tecnología como una herramienta prometedora para el bioreciclaje de plásticos. Asimismo, la versatilidad del sistema abre la posibilidad de personalizar el catalizador inmovilizado mediante la co-inmovilización con otras enzimas sinérgicas o mediante la funcionalización del soporte con módulos de unión a PET [27], [28], [61], [62]. La escalabilidad, así como el análisis económico y de ciclo de vida del proceso, serán también evaluados en futuros trabajos. De este modo, el sistema IC-Tagging se perfila como una plataforma poderosa para facilitar la aplicación industrial de enzimas degradadoras de PET, contribuyendo al desarrollo de una economía circular del plástico.

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Información tomada y traducida del artículo científico

Imagen tomada del artículo científico