30 oct 2023 - 16:52 CET

Diseño de nanoporos proteicos para la captura y degradación de microplásticos

https://www.nature.com/articles/s41929-023-01048-6

El tereftalato de polietileno (PET) es un plástico común que se encuentra no solo en botellas y envases (los típicos de plástico transparente), sino también en forma de micropartículas que llegan a los ecosistemas. En este trabajo hemos diseñado nanoporos artificiales de proteínas que pueden descomponer los microplásticos hechos de PET. Para lograr esto, se usó una proteína del veneno de la anémona fresa (Actinia fragacea) y se emplearon métodos computacionales para añadir sitios reactivos artificiales, con una geometría (algo muy importante en un catalizador) que se asemeja mucho a la de la enzima PETasa que se encuentra en la bacteria Ideonella sakaiensis y que es una de las más eficaces a la hora de degradar PET, pero que funciona eficazmente solo a 70 °C (lo que contribuye a elevar las emisiones de CO2 debido al calentamiento involucrado). Cuando se ensamblaron estas proteínas artificiales en nanoporos, fueron capaces de descomponer los microplásticos de PET, de un tamaño que va desde submicro (menos de una millonésima de metro) hasta el nano (milmillonésima parte de un metro; el grosor de un billete de banco son cien mil nanometros), y a temperatura ambiente. Estos nanorreactores son biodegradables, biosostenibles y perfectamente seguros desde el punto de vista sanitario, para plantas y animales.

Ana Robles-Martín ^1,2,6, Rafael Amigot-Sánchez ^3,6, Laura Fernandez-Lopez ^4,6, Jose L. Gonzalez-Alfonso ⁴, Sergi Roda ¹, Víctor Alcolea-Rodriguez ⁴, Diego Heras-Márquez ³, David Almendral ⁴, Cristina Coscolín ⁴, Francisco J. Plou ⁴, Raquel Portela ⁴, Miguel A. Bañares ⁴, Álvaro Martínez-del-Pozo ³, Sara García-Linares ^*,3, Manuel Ferrer ^*,4 & Víctor Guallar ^*,1,5

¹Barcelona Supercomputing Center, Barcelona, Spain.

²Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain.

³Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, Facultades de Medicina, Biología y Ciencias Químicas, Universidad Complutense, Madrid, Spain.

⁴Instituto de Catalisis y Petroleoquimica, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Madrid, Spain.

⁵Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats, Barcelona, Spain.

⁶These authors contributed equally: Ana Robles-Martín, Rafael Amigot-Sánchez, Laura Fernandez-Lopez.