Proteómica NÚMERO 1 | NOVIEMBRE 2020
En esta edición CONOCIENDO A EL GENIO TEUTÓN Otto Karl Julius Röhm precursor en el uso de enzimas, extraídas de vaca, para detergente
PARA TOMARSE UN CAFÉ Nuevas recomendaciones para conocer más de biotécnologia al alcance de la mano
LIPASAS: LIMPIEZA INTELIGENTE Revolucionando el mundo de la limpieza con detergentes realizados con enzimas
Se espera que el mercado mundial de enzimas en detergentes sea de 9.140 millones de dólares para el 2027
NOVIEMBRE 2020
Proteómica
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Bienvenida
11
Curiosidades dedicadas a las enzimas y su aplicación en detergentes y productos de limpieza. Dentro podrás descubrir datos como la primera evidencia del uso de jabones data a 2800BC.
Primera edición de “Proteómica”, una revista creada por alumnos del Tecnológico de Monterrey, Campus Monterrey con el objetivo de compartir con ustedes información acerca del mundo microscópico que conforma nuestro vivir macroscópico.
5
Para tomarse un café
¿Sabías que?
13
Lipasas El futuro de los detergentes ya esta aquí, con estas enzimas la forma en la que limpiamos y lavamos nuestra ropa cambia totalmente
Siéntese y relájese con nuestra selección de literatura y recursos para disfrutar de la biotecnología desde el sofá.
Enzimología y Biocatálisis EQUIPO 4 Aylin Victoria Martínez Martínez A00960461 Juan Miguel Padilla Sánchez A00226639 Gerardo Lozano Márquez A01411783 José Carlos García Montiel A01250592 Edson Alberto Reyna Gurrola A01196820
Proteómica
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Conociendo a ... Otto Karl Julius Röhm fundador y presidente de toda la vida de la compañía química Röhm und Haas. Asimismo, primer químico qué aisló y utilizó enzimas en aplicaciones técnicas.
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Risa científica
.......
Porque no todo en la ciencia tiene que ser tan serio. La mejor sección para divertirse y aprender al mismo tiempo.
+81 8358 2000 proteomica.com hola@proteomica.com 2501 Ave. Eugenio Garza Monterrey, N.L. 64849
ENZIMOLOGÍA EN LA VIDA DIARIA
EL FUTURO EN NUESTRAS
MANOS EL DESCUBRIMIENTO DE ENZIMAS PARA DETERGENTES HA SIDO REVOLUCIONARIO PARA LA HUMANIDAD
ienvenida Bienvenidos jóvenes científicos y aficionados de
sin aquellas manchas de café o de pasto que se
la ciencia, a la primera edición de “Proteómica”,
le pudieron haber impregnado durante el día.
una revista creada por alumnos del Tecnológico
Sin saberlo, puede que estemos en presencia de
de Monterrey, Campus Monterrey con el objetivo
la acción de uno de los avances tecnológicos que
de compartir con ustedes información acerca del
se han construido con el tiempo. ¿A qué nos
mundo microscópico que conforma nuestro vivir
referimos? Nos referimos al papel importante
macroscópico. En esta revista, encontrarán
que en algunos casos tienen las enzimas en
información acerca de las macromoléculas
estos productos de vida cotidiana.
conocidas
más
Así es, aquellas moléculas descritas por primera
específicamente, las enzimas; de ahí el nombre
vez en el XIX como catalizadoras de las acciones
de
fermentativas , y que le valieron reconocimiento
como
nuestra
revista.
“proteínas”, Sin
más
preámbulo,
¡comencemos!
a científicos como Louis Pasteur y el premio
Los avances tecnológicos y la sed del ser
nobel a Eduard Buchner. Si bien las enzimas
humano por el saber, hacen que el mundo se
fueron reconocidas por primera vez por su
encuentre
de
acción en fermentos, esto llevó a ver el alcance
adaptabilidad y creación. El dinamismo con el
de su actividad en otras áreas como la de la
que vivimos hace que se quiera hacer todo más
limpieza. Y precisamente la utilización de
rápido, y con mayor eficacia. Un ejemplo muy
enzimas en detergentes y productos de limpieza
marcado es que durante el día nos
será el tema central a tocar en esta edición de
en
un
constante
proceso
“Proteómica” . encontramos tan atareados que podemos dejar ir detalles importantes como el lavado de nuestra ropa. Puede que por la prisa solo la tiremos directo a la lavadora y pongamos una que otra porción de detergente y suavizante. Al finalizar este proceso de lavado no nos percatamos, pero hay veces que queda como si fuera nueva; 4 | BIENVENIDA
¡Acompáñanos!
En
esta
primera
edición,
contamos con secciones como “Conociendo a”, donde nos adentraremos en la vida del Dr. Otto Röhm y su novedosa propuesta millonaria del uso de enzimas en productos de limpieza con su creación llamada BURNUS. Asimismo, traemos para ustedes recomendaciones para acompañar con un café y datos curiosos sobre éstas moléculas casi mágicas llamadas enzimas, para finalizar con un artículo sobre su aplicación y también, ¿por qué no? unas viñetas ilustradas para reírnos un rato. Sin más por el momento, esto es… ¡Proteómica!
Para tomarse un BIOTECNOLOGÍA ALCANCE DE TODOS
AL
En
esta
la
actualidad
la
biotecnología
experimentando grandes avances, por lo que te recomendaremos
varias
opciones
para
empaparse con conocimiento de esta área.
LAS REVISTAS CIENTÍFICAS DIGNAS DE TOMAR EN CUENTA
TEC REVIEW
BIOTECNOLOGÍA EN MOVIMIENTO
Número
Número 22.
Noviembre-Diciembre
El Tecnológico de Monterrey no se queda atrás.
Agosto-
De la misma manera en que la UNAM ofrece una
Septiembre
revista de divulgación científica, existe Tec
2020.
Review, en el ITESM. Esta revista tiene un amplio
as revistas de
rango de temas que van desde avances en
divulgación
bioingeniería
científica que
revisiones
comúnmente
y
de
biomédica estudios
hasta
nuevas
evolutivos
y
de
astrobiología. Es por ello que es sumamente
vienen a la
recomendable para aquellos investigadores que
mente cuando
les gusta conocer sobre temas interdisciplinarios
se pregunta en
e incluso explorar fuera de su zona de confort.
México, son la revista Muy Interesante y la revista ¿Cómo ves? de la UNAM. Sin embargo, la UNAM no tiene únicamente esa revista, sino que desde hace cinco años ha estado lanzando su revista enfocada
Biotecnología
en
en
la
biotecnología:
movimiento.
Para
un
apasionado de la biotecnología, es un deleite navegar por estos extractos cortos de artículos y temas
Bimestre
2020.
Trimestre Julio-
totalmente
32.
científicos
biotecnología
en
concernientes pequeños
a
fragmentos
la de
tiempo. Muy útil para ponerse al día con los avances tecnológicos y para disfrutar de un breve repaso por lo más relevante de la biotecnología en el mundo. 5 | PARA TOMARSE UN CAFÉ
Tiene
noticias
destacados
que
de se
actualidad encuentran
y
artículos tan
bien
resumidos que no hay distinción con haberlos leído directamente. El formato e ilustración también tienen una mención honorífica.
LIBROS QUE BRINDAN CONOCIMIENTO E INSPIRAN
LAS ENZIMAS Autor: Francisco José Plou Gasca.Editorial: Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).Primera Edición. Año de publicación: 2016. Lugar de publicación: Madrid.
Las enzimas, es un libro escrito por Francisco Plou totalmente enfocado en las enzimas, estos catalizadores naturales que son objeto de estudio exhaustivo hoy en día. El libro habla de principio a fin sobre todos los aspectos relacionados a ellas, como su naturaleza bioquímica, la historia de su descubrimiento, su importancia para la vida y para la sostenibilidad de múltiples procesos industriales. Por supuesto, aborda amplia y extensamente sobre todos los posibles usos de las mismas, para la industria de alimentos, biorremediación, biocombustibles, biomateriales, medicina y, por supuesto, detergentes, textiles y otros usos que pasan desapercibidos pero que sin las enzimas no serían iguales.
6 | PARA TOMARSE UN CAFÉ
APROVECHAMIENTO BIOTECNOLÓGICO DE PRODUCTOS AGROPECUARIOS III
Autor: María Guadalupe Bustos Vázquez y Gonzalo Velazquez de la Cruz. Editorial: Plaza y Valdés editores, COTACYT, CICATA-IPN y UAT. Primera Edición. Año de publicación: 2012. Lugar de publicación: México. El tercer volumen de la serie “Aprovechamiento biotecnológico de productos agropecuarios”, realizada por esfuerzos conjuntos de investigadores mexicanos de diversas partes del país y de diversas instituciones, sigue la pauta dejada por los volúmenes anteriores al permitir mostrar al lector una agradable y útil recopilación de estudios y experimentación realizada con insumos del área agropecuaria y agroalimentaria. En este libro se abordan investigaciones científicas utilizando herramientas biotecnológicas. Entre estos estudios se puede encontrar “Aditivos alimentarios a partir de residuos agrícolas”, “Extractos metanólicos de plantas silvestres con actividad antirradical”, e inclusive “Selección e identificación de levaduras de interés industrial”. Sin lugar a dudas, un libro que no puede faltar en el repertorio de un investigador, y que vale la pena hojear en busca de inspiración.
ARTÍCULOS CIENTÍFICOS IMPACTAN Y DESTACAN
QUE
Purification and biochemical characterization of a novel thermostable protease from the oyster mushroom Pleurotus sajor-caju strain CTM10057 with industrial interest ¡No sabía que este hongo era tan limpio! En la industria de los detergentes es muy común encontrar lipasas, amilasas, proteasas y celulasas. Lo que no es común es encontrar candidatos en la naturaleza con buenas enzimas más allá del reino bacteriano. Esto es principalmente por la facilidad que hay de cultivar y producir biomasa en bacterias, y a veces también en levaduras. En este estudio, no obstante, se analizó un tipo de hongo conocido como “hongo ostra”, el cual también es comestible, y existe en recetas desde hace mucho tiempo. Este hongo especial tiene en su metabolismo un tipo de enzima proteasa que no se conocía con anterioridad, con una muy buena estabilidad al calor. Estas proteasas termoestables son bastante valiosas en la industria de los detergentes, pues la mayoría de procedimientos de limpieza
7 | PARA TOMARSE UN CAFÉ
son sometidos a calor directo o a trabajo mecánico que genera calor. Es por ello que en el artículo se explica el proceso de caracterización bioquímica de la proteasa de una cepa específica de hongo para poder compararlo con las otras proteasas existentes en el mercado.
Lipase and biosurfactant from Ochrobactrum intermedium strain MZV101 isolated by washing powder for detergent application. En este artículo científico se exploran las biomoléculas que ofrece una cepa de bacteria muy especial: Ochrobactrum intermedium, la cual es aislada comúnmente de la sangre humana. Se eligió esta bacteria porque poseía un par de moléculas de interés: una lipasa y un biosurfactante de calidad prometedora.Los métodos reportados abordan desde el aislamiento de la bacteria, la purificación de la enzima y de la biomolécula, y la comparación de su actividad con otras moléculas similares por medio de pruebas e índices estandarizados. Es así como se demuestra que de esta misma bacteria se puede obtener una formulación casi completa de detergente: un removedor de grasas y un tensioactivo. Este estudio cierra con un protocolo para extracción de ADN, amplificación por PCR y análisis de la secuencia, lo cual es excelente para aislar y replicar la enzima en otro huésped bacteriano más fácil de cultivar, y abre las puertas a que la secuencia enzimática pueda ser mejorada por técnicas de ingeniería genética, como la mutagénesis y la evolución dirigida.
LABORATORIOS VIRTUALES PARA NO PERDER LA PRÁCTICA
LABSTER - ENZYME KINETICS Las enzimas son moléculas importantes para metas muy variadas. Igual de variadas son las posibles combinaciones que pueden generar enzimas distintas. La primera herramienta para enfrentarse a una nueva enzima potencial es caracterizarla y definir sus parámetros. Utilizando como ejemplo la enzima Alcohol Deshidrogenasa, Labster muestra por medio de esta sesión un vistazo al uso de espectrofotómetro como dispositivo para medir actividad enzimática, a la realización de una cinética enzimática, al análisis e interpretación de resultados, y también a los efectos de inhibición a los que las enzimas son susceptibles. Con una duración total de 54 minutos, la simulación está equipada con una serie de experimentos libres para el usuario, modelados didácticos 3D, generación de datos basados en modelos matemáticos y una vinculación de lo aprendido con un síndrome real. Se puede acceder a más información de este laboratorio virtual por medio del siguiente enlace: https://www.labster.com/simulations/en zyme-kinetics/
8 | PARA TOMARSE UN CAFÉ
LABSTER - ELISA Dentro del área de la enzimología, uno de los fundamentos y primer paso en la mayoría de las investigaciones es la purificación y cuantificación de la proteína de interés. Es por ello que es importante conocer las técnicas más populares para detectar y aislar proteínas. Una de esas técnicas es la famosa técnica ELISA. La plataforma Labster ofrece una sesión en la que se busca detectar una proteína llamada Factor IX, la cual es utilizada como tratamiento para la hemofilia Es posible acceder a más información de este laboratorio virtual por medio del siguiente enlace: https://www.labster.com /simulations/elisa/
Conociendo a ... OTTO KARL JULIUS RÖHM Primer químico que aisló y utilizó enzimas en aplicaciones
técnicas.
Esto
provocó
una
revolución en la producción y el uso de detergentes en 1914.
En el estado de Darmstadt, Alemania se encuentra la compañía Burnus GmbH reconocida en el país teutón y el mundo por ser una de las primeras compañías en la historia en hacer uso de enzimas en sus detergentes y otros productos de limpieza. La historia de esta compañía se remonta al siglo XIX cuando nació de una empresa de fabricación de velas y jabón que August Jacobi había establecido originalmente bajo su propio nombre como una pequeña empresa de artesanía en Landwehrstraße en Darmstadt. Por otra parte, en el mismo espacio temporal se encontraba el Dr. Otto Röhm el cual trabajaba con productos químicos en la empresa Röhm und Haas, establecida a principios del siglo XX. Se tienen registros que muestran que él es el primero en utilizar enzimas en los detergentes las cuales extraía del estómago de las vacas.
EL GENIO TEUTÓN Otto Karl Julius Röhm nació en el Reino de Württemberg (ahora conocido como Baden Württemberg) el 14 de marzo de 1876. 9 | CONOCIENDO A
En 1891, a la edad de 15 años, completó sus estudios y comenzó un aprendizaje como asistente de farmacia. Pudo completar su licenciatura en farmacia en 1899, para luego asistir a la Universidad de Tübingen en donde obtuvo su doctorado en química. Röhm se caracterizaba por ser una persona extremadamente dedicada en su proyecto, y plenamente interesada en el mundo que lo rodeaba, esta misma sed de saber lo encaminó a consagrarse a nivel mundial con el título de “inventor”. El inicio de sus grandes invenciones se dio en la compañía Urban Gaisworks en Gaisburg, en donde en una visita inesperada con un químico de curtiduría, que lo llevó a reconocer las similitudes en los olores que se encontraban dentro de su área laboral, le dio la oportunidad de crear un producto que eliminaría los excrementos de animales utilizando otros medios que podrían hacer el mismo trabajo. Llamó a su primer invento OROPON®.
RÖHM UND HASS Röhm, al no estar satisfecho con su trabajo en Urban Gaisworks, decidió con su amigo y banquero Otto Hass abrir su propia compañía en 1907 llamada Röhm und Hass. El objetivo de la empresa era la “explotación de cebos inventados por el socio Röhm para la curtiduría, así como el comercio al por menor de productos químicos”. La empresa Röhm und Hass poco a poco logró expandirse, y esto dio cabida a nuevas invenciones entre ellas la más reconocida y por la cual la compañía Burnus GmbH acuñó ese nombre, el BURNUS.
LÓGICA EXITOSA Su esposa originalmente tenía la idea de que las sustancias que son capaces de disolver la grasa en la piel de los animales también deberían ser adecuadas como quitamanchas para la ropa. Fue entonces que Röhm solicitó una patente para el primer detergente enzimático.El nombre que le dio a dicha sustancia, BURNUS, es la palabra alemana para el atuendo blanco que se usa en los países árabes, y el producto se presenta por primera vez en forma de tabletas. Poco después su empresa, Röhm und Haas, compra la fábrica de jabón, ahora llamada August Jacobi and Son, como planta de producción de detergentes. y se convierten en los únicos distribuidores de BURNUS.
10 | CONOCIENDO A
Después, la empresa August Jacobi and Son se reestructura como August Jacobi AG y se hace cargo de la distribución de Burnus. La empresa también produce jabones y enfriadores de tortas de jabón. Años más tarde, tras haber inventado el plexiglás, Otto Röhm perdió interés en BURNUS y cede la distribución a la empresa Fattingerin Berlin, que es una subsidiaria del conglomerado Scheidemantel.
Los romanos de la antigüedad no usaban jabones para lavar ropa, aunque ya sabían de su existencia, usaban orina y tenían trabajos para lavadores dedicados. La primera evidencia del uso de jabones y detergentes data a 2800BC por los babilonios. La importancia del jabón para lavar y limpiar no se reconoció hasta el siglo II d. C. El médico griego Galeno lo menciona como un medicamento para limpiar el cuerpo. Durante la pandemia del coronavirus 2020 la venta de detergentes aumentó entre 20-30%, por igual, las intoxicaciones por mezcla de productos subieron entre 15 y 20% en comparación a años anteriores. La industria actual de detergentes es relativamente moderna iniciando después de la primera guerra mundial con detergentes de alquilbencenosulfonatos siendo los más populares, luego reemplazados por alquilbencenosulfonatos lineales por ser más biodegradables.
¿SABÍAS QUE? |11
Hoy en día el enfoque de las compañías de detergentes es producir productos más biodegradables y amigables al medio ambiente, entre 1940 y 1970 los detergentes tuvieron un impacto significativo en el ambiente. Estudios por la Universidad Simon Frasier encontraron que la exposición constante a productos de limpieza durante los 3 primeros meses de vida aumenta el riesgo de asma infantil. Investigadores de la Universidad de Minnesota, han inventado una molécula de jabón hecha de fuentes renovables que podría reducir
drásticamente la cantidad de sustancias químicas en los productos de limpieza y su impacto en el medio ambiente, esta también es efectiva en agua fría y agua dura. La enzima fosfodiesterasa producida por bacteria de alga marina está siendo estudiada en la actualidad para lavar ropa, esta funciona más óptimamente en temperaturas frías ahorrando la energía requerida para detergentes comunes. El valor actual global de la industria de detergentes está estimado alrededor de 124.31 mil millones de dólares y está pronosticado a crecer a 181.39 mil millones de dólares para el 2026.
¿SABÍAS QUE? | 12
Lipasas: limpieza inteligente En las últimas décadas, los avances tecnológicos han traído consigo el descubrimiento de incontables moléculas que han llamado la atención de los científicos y desarrolladores a lo largo y ancho del planeta. Una de estas moléculas, o, mejor dicho, algunas de estas moléculas, son conocidas como “enzimas”. Seguramente has escuchado hablar de ellas, pero, ¿qué pasaría si te dijera que muy probablemente se encuentran en tu jabón para trastes? El término “enzima” fue acuñado en el año de 1900 por el fisiólogo alemán Wilhelm Kühne, y se utiliza para describir a aquellas moléculas, en su mayoría proteínas, que catalizan reacciones en las células. Esto de “catalizar” quiere en realidad decir “acelerar” el proceso de una reacción, de forma que las enzimas, básicamente, son proteínas que aceleran reacciones químicas en nuestra fisiología. Este tipo de proteínas no solamente se utilizan en las células de nuestro cuerpo, sino que actualmente participan activamente en los procesos de producción de muchísimos productos. Comúnmente son utilizadas en el procesamiento de papel, la
13 | LIPASAS: LIMPIEZA INTELIGENTE
manufactura de alimentos, la producción de alcohol y la limpieza de ropa y platos en el hogar. ¡Sí! Así es, éstas microscópicas moléculas forman parte del jabón que utilizas para lavar tus prendas y también de aquel que se usa para los trastes, pero, ¿cómo es su participación en este proceso? Resulta que existen enzimas cuya función es la de catalizar reacciones que descomponen los componentes básicos de las manchas y de la suciedad que se acumula en la ropa y los platos, de forma que éstas se puedan eliminar más fácilmente. Es útil en este proceso el que una misma molécula de enzima pueda participar activamente sobre muchas moléculas de sustrato, siendo el sustrato en este caso las manchas y la suciedad de la que hablábamos, por lo que una pequeña cantidad de enzima que se le añada a los jabones que se utilizan para estas actividades puede significar un beneficio de limpieza significativo para el consumidor. Las enzimas se encuentran en células de todo tipo: animales, vegetales e incluso bacterianas. Sin ellas, las actividades que suceden dentro de las células, tales como la producción de energía y la replicación de la información genética, no serían posibles. Para nombrarlas, generalmente se utiliza el sufijo “-asa”.
En la industria de los detergentes, distintas enzimas se han utilizado con estos objetivos. Históricamente, las primeras en usarse ampliamente fueron las proteasas, las cuales se empezaron a añadir en detergentes para ropa debido a su capacidad de descomponer otras proteínas en moléculas más pequeñas conocidas como aminoácidos. Posteriormente, se empezaron a utilizar también las amilasas (descomposición de almidones) y las celulasas (descomposición de celulosa en pelusas), pero el grupo de enzimas que más destacó por su uso comercial fueron las lipasas.
en realidad estamos hablando de que son enzimas que catalizan la descomposición de los triglicéridos en nuestro cuerpo, transformándolos en moléculas más sencillas como diglicéridos, monoglicéridos, ácidos grasos simples y glicerol.
¿QUÉ SON LAS LIPASAS? Como todo objeto de estudio de gran tamaño, las enzimas se subdividen en familias que permiten conocer más sobre la función catalítica que éstas tienen, es decir, sobre la reacción que aceleran. Una de esas familias es la de las hidrolasas: enzimas capaces de catalizar la hidrólisis (rompimiento por medio de agua) de un enlace químico. Las lipasas forman parte de esta familia, pues catalizan la reacción de enlaces éster carboxílicos con la ayuda de una molécula de agua. Los enlaces éster carboxílicos, cabe mencionar, son bien conocidos por formar parte de los triglicéridos, de forma que, si las lipasas son enzimas que rompen estos enlaces, .
14 | LIPASAS: LIMPIEZA INTELIGENTE
Es por esta razón que las lipasas constituyen el grupo más importante de biocatalizadores para aplicaciones en la biotecnología, ya que, al agregarlas a detergentes de uso doméstico e industrial, participan en la eliminación de residuos grasos y en la limpieza de desagües obstruidos, aumentando el “poder limpiador” del detergente. Hablando incluso sobre las prendas, cuando un material graso queda atrapado dentro de fibras de algodón, éste puede dar lugar a manchas decoloradas en la ropa, por lo que el uso de lipasas para descomponerlos es efectivo y permite una limpieza sencilla en donde los vuelven más fáciles de eliminar de las prendas. Ahora, ¿de dónde y cómo obtenemos estas proteínas para adicionarlas a nuestros detergentes?
UN POCO DE HISTORIA En 1913, la empresa Röhm und Hass patentó el uso de enzimas pancreáticas como aditivo en detergentes para limpieza de ropa, posterior a lo cual desarrolló el primer detergente que contuviera enzimas. La formulación que se agregaba a este detergente se conoce como “pancreatina” y contiene enzimas con actividad de proteasa (degradadoras de proteínas), lipasa (degradadoras de lípidos) y amilasas (degradadoras de almidón). Con el paso del tiempo, estas formulaciones dejaron de extraerse directamente de los órganos de distintos animales debido a la necesidad de un mayor control de las enzimas para fines industriales, de forma que el enfoque se cambió a la tecnología de ingeniería genética y ADN recombinante. Esta tecnología permite la modificación genética de microorganismos, generalmente bacterias, para producir una enzima de interés en condiciones específicas. Esto es importante, pues nos ayuda a producir un tipo particular de enzima, o bien, mejorar la cantidad y calidad de enzima producida a partir del microorganismo recombinante único.
15 | LIPASAS: LIMPIEZA INTELIGENTE
Cuando usamos la palabra “recombinante” nos referimos a que tiene un genoma producto de la combinación de secuencias genéticas distintas, de forma que podemos producir una enzima de interés incluso si ésta no se produce naturalmente en el organismo inicial. Este hecho ha dirigido la atención hacia la comprensión de la estructura de
las enzimas para su modificación, de forma que se puedan tener beneficios incluso superiores a los ya mencionados. La modificación de estas enzimas se conoce como Ingeniería de Proteínas, y es por esto que actualmente se están llevando a cabo estudios sobre formas de cómo modificar la
estructura de las proteínas, y, por consiguiente, su función.Pero, antes de todo esto, si las lipasas entonces las producimos en microorganismos, ¿de dónde salen éstas originalmente? Hay varias respuestas a esta pregunta.
¿DE DÓNDE OBTENEMOS LAS LIPASAS QUE SE UTILIZAN EN DETERGENTES?O DE HISTORIA Las lipasas que se utilizan en los detergentes deben de cumplir con ciertas características para poder ser añadidas a éstos. La primera característica es que éstas deben tener una baja especificidad de sustrato, ¿qué quiere decir esto? Existen enzimas que solamente trabajan con un solo sustrato, es decir, una sola molécula a la cual se pueden unir para catalizar la reacción en la que ésta participe. A estas enzimas se les conoce como enzimas con una alta especificidad de sustrato, pues son tan específicas que solamente pueden trabajar con una molécula. Por otro lado, hay enzimas que pueden trabajar con muchos sustratos, de forma que no son tan específicas. A nosotros nos interesa que las lipasas que añadiremos a nuestro detergente sean de este tipo, ya que significará que puede trabajar con más tipos de grasas y por lo tanto ser más eficiente a la hora de la limpieza.
Asimismo, necesitamos lipasas que sean activas y estables en condiciones alcalinas, de baja temperatura y en presencia de tensoactivos (sustancias utilizadas en detergentes para mantener una emulsión). Esto es debido a que, al trabajar en esas condiciones, se reducirá el consumo de energía (temperaturas bajas) y el desgaste de las fibras textiles (alcalinidad), de forma que se mantendrá la textura y calidad de las prendas que se laven. Coincidentemente, las lipasas que cumplen con estas características suelen obtenerse de bacterias. Un ejemplo es la lipasa producida por Acinetobacter radioresistens, una bacteria resistente a la radioactividad que produce una lipasa activa a pH alcalino y estable a bajas temperaturas, la cual, al usarse en combinación con diferentes detergentes convencionales disponibles comercialmente, mostró un gran potencial para ser utilizada en la industria de los detergentes,
Es común en el área de la biotecnología el tomar genes de un organismo para insertarlos en otro, de forma que podamos producir una determinada proteína que, naturalmente, no se produciría en ese organismo.
16 | LIPASAS: LIMPIEZA INTELIGENTE
Asimismo, también se han obtenido lipasas provenientes de hongos, pues en 1988, la empresa Novo Nordisk facilitó la producción de una lipasa producida hongos de la especie Humicola, para lo cual se extrajo el gen que codifica para esta lipasa en los organismos de esta especie y se insertó en otro hongo (Aspergillus oryzae) debido a que éste, a diferencia de los Humicola, podía producir las lipasas en grandes cantidades, facilitando su generación.
DETERGENTES COMERCIALES
ENZIMÁTICOS
Claro, no estaríamos escribiendo todo este artículo de no ser porque existen detergentes que se pueden comprar en cualquier supermercado, después de todo, si utilizas jabón líquido de la marca comercial Salvo para lavar tus trastes, ya estás utilizando un detergente adicionado con enzimas (es en serio, ¡revisa los ingredientes!). Sin embargo, creemos más interesante contar el caso de una empresa que es líder mundial en soluciones biológicas: Novozymes.
Novozymes es una compañía biotecnológica a nivel global que tiene su sede en Dinamarca y cuyo foco es la investigación, desarrollo y producción de enzimas para su uso en la industria. No es sorpresa que una empresa de este calibre haya desarrollado también un detergente con bases enzimáticas. 17 | LIPASAS: LIMPIEZA INTELIGENTE
Su nombre es Lipoclean, y consiste en una alternativa a la tecnología actual de surfactantes (sinónimo de tensoactivos, que mencionábamos previamente se usan en los detergentes) que está adicionada con lipasas para obtener un detergente de alto rendimiento, más ecológico y que no compromete los costos de formulación. Esto se logra mediante el reemplazo (en un 25%) del sistema surfactante de un detergente, de forma que, cuando éste se esté formulando, se adicione con Lipoclean para tener un detergente más potente que además trabaja a bajas temperaturas de lavado. Este producto en específico es interesante debido a que las lipasas utilizadas en él son variantes genéticamente modificadas de una lipasa proveniente del hongo Thermomyces lanuginosus, de forma que ésta pudiera tener las características que se requerían para la formulación del detergente. Es así como Novozymes logra crear una tecnología que permite no solamente el lavado óptimo de prendas y platos con su formulación, sino que además lo hace ahorrando energía, gracias a su capacidad de trabajar a bajas temperaturas, además de que ese más biodegradable debido a su contenido natural.
En general, se puede asumir que, con cualquier producto de origen biológico, siempre habrá agencias y gobiernos asegurando que el uso del mismo esté regulado y certificado, de forma que, si éste es vendido comercialmente, es factible asegurar que su seguridad ha sido verificada.
PERO, ¿QUIÉN REGULA ESTOS PROCESOS DE PRODUCCIÓN? Seguramente a lo largo de este artículo te preguntaste, ¿y las reglas? ¿quién me asegura que un detergente adicionado con enzimas es apto para su uso? Pues bien, no temas más, que aquí mismo te contestamos esa pregunta.
porcentaje considerable, de forma que es seguro de cualquier forma que una persona utilice el producto. Además de esto, también existen normas publicadas por distintas asociaciones para mantener la seguridad con el uso y producción de estos productos. Un ejemplo son las Normas de Exposición Ocupacional (OEGs por sus siglas en inglés) publicadas por la Asociación Internacional de Jabones, Detergentes y Productos de Limpieza (AISE por sus siglas en francés).
Primeramente, existen agencias dedicadas a la revisión de productos para su bioseguridad en el uso, tanto industrial como doméstico. Una de estas agencias es la Administración de Medicamentos y Alimentos, o FDA, por sus siglas en inglés. Esta agencia del gobierno de Estados Unidos es conocida por sus rigurosas pruebas a la hora de aprobar un producto biológico, y en el caso de detergentes enzimáticos no es la excepción. Tomando como ejemplo el caso de Lipoclean, de la empresa Novozymes, la FDA cuenta con una evaluación específica para la enzima lipasa que se utiliza en la formulación del producto: la fosfolipasa A1. En su evaluación, la agencia informa la cantidad máxima de enzima que puede contener la formulación para no presentar un riesgo a la salud de quienes la utilizan, además que mencionan que, en caso de que ciertos residuos como el medio de cultivo donde se produjo la enzima lleguen a terminar en el producto final,éstos no representarán un
Estas normas establecen una guía sobre los niveles de exposición máximo de enzima a los cuales se puede someter una persona. Esto es debido a que, dado que las enzimas con las que se trabaja en la formulación de este tipo de productos no son de origen humano,
18 | LIPASAS: LIMPIEZA INTELIGENTE
éstas pueden generar una respuesta inmune al ser inhaladas en grandes cantidades, llegando incluso a provocar una reacción alérgica. Es por esto que estas normas se ponen en pie, ya que además de regular la producción de los productos, aseguran la seguridad de quienes trabajan para producirlos y de quienes los utilizan finalmente.
EL FUTURO DE LOS DETERGENTES ENZIMÁTICOS
Incluso con los grandes avances que se han visto en la industria de los detergentes gracias a la incorporación de enzimas en sus formulaciones, aún existe la necesidad de seguir descubriendo nuevos microorganismos que tengan la capacidad de producir lipasas con actividades mejoradas en grandes cantidades, de forma que la producción pueda ser no sólo más rápida, sino también más sencilla.
19 | LIPASAS: LIMPIEZA INTELIGENTE
Asimismo, es importante informar a la comunidad sobre las ventajas de los detergentes enzimáticos y por qué estos han cobrado importancia en los últimos años, así que, si estás leyendo esto, ¡compártelo! Es importante que todos sepamos que los avances en las tecnologías de la enzimología y la ingeniería genética han permitido que hoy puedas tener en tu casa un detergente quita grasas que funciona, sin que tu siquiera lo notes, con enzimas.
Risa científica
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21 | RISA CIENTÍFICA
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22 | REFERENCIAS
