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Industrial Applications of Marine Enzymes: Innovative screening and expression platforms to discover and use the functional protein diversity from the sea

Industrial Applications of Marine Enzymes: Innovative screening and expression platforms to discover and use the functional protein diversity from the sea

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Enzimas resistentes de origen marino listas para revolucionar la industria

Una nueva biblioteca de enzimas de origen marino lo suficientemente resistentes como para funcionar en las condiciones industriales más extremas podría constituir un atajo de gran valor para ahorrar costes en una serie de sectores que dependen de las enzimas.

TECNOLOGÍAS INDUSTRIALES

© Maria Bobrova, Shutterstock
«El proyecto INMARE, financiado con fondos europeos, ha sido todo en éxito», comenta el profesor Peter Golyshin, coordinador del proyecto de la Universidad de Bangor del Reino Unido. «Hemos desarrollado una enorme variedad de recursos que ayudarán a acortar y racionalizar significativamente el proceso de descubrimiento industrial de enzimas». Esto se logró gracias a la identificación de enzimas ya adaptadas a procesos industriales extremos debido al entorno marino extremo del que se extrajeron. Las enzimas se utilizan profusamente en la industria y constituyen un ingrediente crucial para sectores como la fabricación de cerveza, detergentes y papel, en los que se requieren catalizadores biológicos. Los microorganismos marinos, como bacterias, hongos, esponjas y algas, han sido reconocidos desde hace mucho tiempo como una fuente de enzimas con un gran potencial, pero solo una pequeña fracción de las enzimas marinas ha sido comercializada. El profesor Golyshin confía en que la identificación de estas enzimas acortará significativamente —e incluso eliminará en algunos casos— el tedioso, costoso y, a menudo, infructuoso proceso de tener que evaluar y optimizar las enzimas en el laboratorio. Un catalizador para las empresas Después de cuatro años exhaustivos de investigación oceánica y cribaje en el laboratorio, se clonaron un total de 974 enzimas útiles. El profesor Golyshin comenta: «De estas, 311 se caracterizaron totalmente en términos de comprensión de su capacidad para transformar compuestos de relevancia industrial. A partir de este conjunto de enzimas, se desarrollaron y evaluaron 15 biocatalizadores listos para ser usados en operaciones de transformación a pequeña escala». El proyecto, que finalizó en marzo de 2019, ha dado lugar a cuatro solicitudes de patente y a una empresa incipiente dedicada a la producción de enzimas optimizadas de forma natural. El proyecto INMARE (Industrial Applications of Marine Enzymes: Innovative screening and expression platforms to discover and use the functional protein diversity from the sea) reunió a más de veinte socios del mundo académico y la industria de doce países, incluidos socios industriales internacionales punteros. El profesor Golyshin dice: «Nuestros socios industriales del proyecto son líderes del mercado en la producción y la síntesis de productos químicos puros. Su objetivo es suministrar de manera eficiente productos farmacéuticos más seguros, productos agrícolas más baratos y mejores bioproductos». Estas empresas han tenido prioridad para acceder a los datos recopilados por los socios académicos del proyecto con el fin de identificar si creen que existe un mayor potencial comercial. Una vez finalizado el proyecto, el consorcio hará pública la lista de materiales —enzimas, bibliotecas, etc.—, que pueden ser aprovechados por terceros. Soluciones a partir de fuentes sostenibles El proyecto INMARE comenzó su andadura en abril de 2015 con el ambicioso objetivo de desvelar los secretos de los mares. El profesor Golyshin señala: «El océano es el ecosistema más grande de nuestro planeta, ya que cubre el 71 % de la superficie de la Tierra y alberga miles de microorganismos muy diversos. Nuestra expectativa es que esta enorme biodiversidad debe contener una multitud de enzimas y metabolitos aún no descubiertos que podrían brindar nuevas soluciones para la bioeconomía». El equipo del proyecto empleó nuevas técnicas de cribaje para identificar potenciales enzimas prometedoras a partir de microorganismos marinos. El anterior proyecto MAMBA (2009-2013), financiado con fondos europeos y coordinado también por el profesor Golyshin, desarrolló nuevos métodos para el cribaje de recursos genómicos en microorganismos marinos a fin de identificar la actividad enzimática aprovechable. «Sin embargo, los resultados de INMARE han sido mucho más impresionantes», dice Golyshin. Los microorganismos capaces de sobrevivir en condiciones extremas de salinidad, temperatura o presión fueron de especial interés para el equipo de INMARE. El profesor Golyshin explica: «Sabíamos que estos microorganismos podrían producir enzimas capaces de funcionar en entornos industriales con condiciones físicas y químicas extremas, sin necesidad de optimización. La optimización de enzimas, haciéndolas más estables y eficientes, puede ser un proceso largo y costoso y constituye un cuello de botella durante el desarrollo de aplicaciones industriales». El proyecto INMARE también está en consonancia con la transición de Europa hacia una economía más sostenible y «más verde» que aprovecha recursos renovables con un gasto mínimo de energía. Las enzimas de origen marino son una alternativa viable y atractiva a la catálisis química basada en el uso masivo de disolventes y condiciones de reacción muy costosas en términos energéticos. «Los recursos microbiológicos marinos aún por descubrir podrían proporcionar a la industria una fuente casi ilimitada de productos más seguros, baratos y ecológicos siempre y cuando este recurso se gestione con sensibilidad», concluye el profesor Golyshin.

Palabras clave

INMARE, renovable, marino, enzimas, energía, biología, producto químico, industrial, mar, océano, bacterias, hongos, esponjas, algas

Información del proyecto

Identificador del acuerdo de subvención: 634486

Estado

Proyecto cerrado

  • Fecha de inicio

    1 Abril 2015

  • Fecha de finalización

    31 Marzo 2019

Financiado con arreglo a:

H2020-EU.3.5.

H2020-EU.3.2.

  • Presupuesto general:

    € 7 396 689,65

  • Aportación de la UE

    € 5 999 557,13

Coordinado por:

BANGOR UNIVERSITY

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