Biorremediación de plásticos: ¿qué nos aporta la proteómica?.

Abstract

Los plásticos son polímeros orgánicos, de uso común en nuestra vida diaria, cuya producción mundial está aumentando a ritmos vertiginosos. Una vez cumplen su función, son desechados, quedando como residuos contaminantes en el medio ambiente. Estos plásticos pueden ser de dos tipos: biodegradables y no biodegradables. Los plásticos no biodegradables son derivados del petróleo y otros hidrocarburos y constituyen la mayor parte de los plásticos convencionales. Por su lado, los plásticos biodegradables son aquellos que pueden ser degradados a CO2 y agua por la acción de la actividad biológica, en un periodo de tiempo razonable. El proceso de biodegradación es complejo y se ve afectado por múltiples factores. Comienza con la formación de un “biofilm” sobre la superficie del plástico (biodeterioro), seguido de la liberación de enzimas extracelulares por los microorganismos que reducen el peso molecular de los polímeros (biofragmentación). Los oligómeros y monómeros generados son incorporados al interior celular (asimilación), resultando en la liberación de moléculas simples (mineralización). La complejidad de estas rutas hace difícil su estudio, sin embargo, la proteómica basada en la espectrometría de masas, como herramienta para identificar, cuantificar y localizar las proteínas expresadas en una célula, se presenta como una herramienta prometedora para la investigación de nuevos microorganismos degradadores de plásticos, sus rutas metabólicas y enzimas clave.

Plastics are organic polymers, which are part of our daily life. Plastic world production is increasing at vigorous rates, and once plastic function is over, they are discarded, remaining as pollutants in the environment. Plastics are classified in two major types: biodegradable and non-biodegradable. Non-biodegradable plastics constitute most of conventional plastics and are petroleum and other hydrocarbons products. On the other hand, biodegradable plastics are degraded to CO2 and water by biologic activity, taking a sensible time frame. The plastic biodegradation is a complex process affected by multiple factors. It begins with the formation of the biofilm on the surface (biodeterioration). Followed by the microorganism secretion of different extracellular enzymes that reduce the polymer molecular weight (biofragmentation). The oligomers and monomers released are incorporated into the cell (assimilation), resulting in the final production of simple molecules (mineralization). The complexity of these pathways makes them difficult to study. However, mass spectrometry-based proteomics, used to identify, quantify, and locate the proteins expressed by a cell, is suggested as a powerful tool to investigate new microorganisms with plastic degradation capabilities, their metabolic routes, and key enzymes.