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Programa VEM 2003 Proyectos I+D+i
Título: Biorremediación enzimática de hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) en vertidos marinos.
Investigador principal: Miguel Alcalde Galeote
Plan de trabajo: Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) son un grupo de xenobióticos muy peligroso (mutagénicos, carcinogénicos y teratogénicos) que se encuentran distribuidos ampliamente en ambientes terrestres y acuáticos. Las principales fuentes de emisión proceden de vertidos marinos (el 52,7% del contenido total del fuel del buque Prestige fueron PAHs), los motores de los vehículos, procesos industriales o incendios forestales. Las últimas tendencias en eliminación de PAHs apuntan a la combinación de métodos químicos y biológicos como tratamiento de choque para la oxidación de estos nocivos compuestos. Sin embargo, los PAHs de alto peso molecular (los más recalcitrantes y nocivos) no pueden ser biodegradados con éxito por las poblaciones bacterianas, ya sean autóctonas o introducidas, en aplicaciones in situ o ex-situ (bio-reactores). El único grupo de organismos conocidos capaces de oxidar eficazmente PAHs de alto peso molecular (más de 4 anillos aromáticos) son los hongos de la podredumbre blanca. Estos organismos no se han implantado con éxito todavía en procesos de biorremediación a gran escala, debido a numerosos factores. Una reciente tecnología química en constante desarrollo es la utilización de biocatalizadores (enzimas) en biotratamiento de PAHs. De las enzimas secretadas por los hongos de la podredumbre blanca, la enzima multicobre lacasa es el sistema más prometedor y versátil en la oxidación de PAHs. Proponemos la utilización de lacasas fúngicas en detoxificación de PAHs, tanto de alto como de bajo peso molecular, presentes en vertidos marinos y aguas residuales. La dependencia de mediadores redox y la inestabilidad de la lacasa han limitado su aplicación práctica. Por ello, el estudio de la lacasa en detoxificación de PAHs será abordada desde tres vertientes principales:

1.- Ingeniería del biocatalizador por evolución molecular dirigida (mutagénesis aleatoria o recombinación y screening) para aumentar la estabilidad de la enzima frente a disolventes orgánicos. El principal problema en biorremediación es la biodisponibilidad de los xenobióticos. La presencia de disolventes aumentaría la solubilidad de los PAHs y por ende disminuiría los problemas de transferencia de masa.

2.-El incremento del potencial redox del biocatalizador aumentará la velocidad de oxidación de PAHs por la lacasa y la hará menos dependiente de mediadores. Se realizará la construcción de genotecas combinatorias mediante mutagénesis saturada, buscando aumentar el potencial de ionización de la lacasa.

3.-Se inmovilizará el biocatalizador en soportes acrílicos y se diseñará un bio-reactor de lecho fijo donde se harán pruebas con efluentes contaminados con PAHs y fuel donado por la compañía petroquímica Repsol-YPF (quien apoya la candidatura de esta propuesta).
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Fecha: 18/11/2017
Oficina Técnica de Vertidos Marinos
Universidade de Vigo