Enzimas con sello antártico

La capacidad de la gramínea antártica (Deschampsia antarctica) para soportar condiciones extremas, tales como muy bajas temperaturas y altas radiaciones, ha despertado la atención del mundo científico que busca dilucidar los secretos de tan extraordinaria resistencia.

Las propiedades de esta planta, una de las dos especies nativas del territorio Antártico, son bien conocidas por los investigadores del Laboratorio de Fisiología Vegetal, León Bravo y Luis Corcuera quienes han dedicado innumerables estudios a comprender sus mecanismos de adaptación así como su metabolismo.

En asociación con la empresa biotecnológica situada en Temuco, VitroGen, y la penquista Detergentes Chile, y con apoyo -en los aspectos experimentales- del Laboratorio de Alimentos de la facultad de Ingeniería Química, que dirige Rodrigo Bórquez, Bravo presentó el proyecto Desarrollo y producción de enzimas hidrolíticas de Deschampsia antártica, que fue aprobado en el Primer Concurso de Proyectos de Biotecnología de Innova Bío Bío y está en marcha desde marzo de 2004.

La finalidad de la investigación es producir y caracterizar lipasas y proteasas de la planta y demostrar su aplicación industrial.

"Como se trata de una planta que crece y se desarrolla en condiciones de muy baja temperatura, se podría inferir -de hecho, tenemos evidencia experimental- de que su metabolismo tiene un comportamiento psicrofílico (sus reacciones bioquímicas se producen normalmente entre los 0º y 10ºC, por lo tanto, sus enzimas funcionan eficientemente a baja temperatura", explica el académico del departamento de Botánica.

Esta es la gran diferencia con la generalidad de las enzimas hidrolíticas de los organismos mesofílicos, cuyos máximos metabólicos necesitan de temperaturas más altas - sobre 40ºC-, que es el calor que requieren, por ejemplo, las enzimas que se agregan a los detergentes industriales. "Para que sean efectivas hay que lavar a más de 60ºC... si no se aumenta la temperatura, aunque el detergente tenga las enzimas, no va a funcionar, las proteasas no van a degradar eficientemente las proteínas, ni las lipasas a los lípidos", agrega el investigador.

Con el proyecto se clonará los genes de interés -ya obtuvieron uno para una lipasa- y se caracterizará las enzimas, para producirlas a escala industrial en un sistema heterólogo (levaduras o bacterias) y corroborar la factibilidad técnica de usarlas en diferentes aplicaciones industriales, partiendo por la fabricación de detergentes. Aprovechando las reacciones químicas a baja temperatura, el detergente debiera funcionar efectivamente con agua fría con el consiguiente ahorro energético.

Otra aplicación puede verse en la industria farmacológica que puede aprovechar otra característica de estas enzimas, cuya inactivación también ocurre a temperaturas más bajas. "En esta industria hay síntesis bien particulares que requieren de hidrólisis con enzimas... muchas veces los compuestos de los fármacos que se están generando son muy lábiles al calor, entonces después de realizar la reacción catalizada se requiere inactivar rápidamente la enzima...si se aplica 100º para ello se corre el riesgo de inactivar el compuesto también". Lo mismo ocurre en la industria de alimentos.

En este campo también se observan posibles aplicaciones, por ejemplo, en la limpieza de los sistemas de filtración que periódicamente acumulan proteínas, que deben ser tratados con poderosos químicos o procesos enzimáticos. "Si se puede hacer con enzimas que funcionan a bajas temperaturas, aparte del ahorro energético puede ser más seguro y más natural".

León Bravo señala que entre las propuestas de investigación se pensó en un momento realizar hidrólisis de desechos de industrias como la pesquera y lechera. Aquí, explica, se generan muchos residuos que contienen proteínas y aminoácidos que podrían ser recuperadas en un concentrado que sirva como alimento o suplemento alimenticio en animales que crecen en ambientes controlados.

Así, la iniciativa incluye realizar pruebas a nivel de laboratorio del uso de enzimas en la clarificación de vinos, hidrólisis de suero lácteo y como agente dispersante en membranas de micro y ultrafiltración.

La variedad de aplicaciones posibles muestra que se trata de un estudio con proyección que apunta, en definitiva, a instalar un nuevo producto tecnológico para el país.[subir]