Bio-sualiza las SUPER ENZIMAS

La reciente adquisión por parte de BP de la compañía Verenium por 98 millones de USD propietaria de tecnología de biocombustibles a partir de celulosa, aparentemente como una estrategia para mejorar su imagen de responsabilidad ambiental adquiriéndola, tras el derrame de petróleo que ocasionó recientemente en el golfo de México, me lleva a plantear el tema de los biocombustibles llamados de 2da generación, y para cuya producción se hace necesaria la aplicación de enzimas modificadas para funcionar a escala industrial.

Las plantas presentan fibras que la ayudan a tener soporte y protegen de parásitos y del medio ambiente. Estas fibras están conformadas por celulosa y hemicelulosa que son polisacáridos (conformados por unidades de azúcares) y lignina (un polímero muy resistente). Lo que se pretende es dejar de usar cultivos alimenticios (comodities) como el maíz o la soya para hacer biocombustibles (de 1era generación o agrocombustibles) que es negativo (ver mi post anterior al respecto) para pasar al uso sostenible de desechos de la industria agrícola (proceso que se llama "waste to fuels tecnology") transformando la celulosa y la lignina (en el caso de plantas con lignina modificada o "suavizada" por ingeniería genética) de esta biomasa residual, disgregándola en azúcares por medio de enzimas mejoradas (celulasas, hemicelulasas, por ejemplo, con actividad glicosil hidrolasa) para luego proceder a fermentarlas para generar etanol o biobutanol que servirían como combustible líquido.

Para ello se requiere de enzimas con alta estabilidad para funcionar a temperaturas mayores a los 100 grados (a mayor temperatura se da una cinética de reacción más rápida) y con una alta especifidad (a mayor especifidad se genera más producto por unidad de tiempo), así como un pH óptimo. Por dicho motivo las enzimas que se han ido estudiando para estos procesos provienen, por ejemplo, de bacterias hipertermófilas, así como de la flora intestinal de las termitas, especializadas en degradar madera y residuos vegetales. De todas formas, con el avance de la biología sintética, específicamente la metagenómica, se ha ido secuenciando los genes que expresan la actividad enzimática para desarrollar enzimas altamente eficientes a través de la computadora.

Las enzimas son proteínas que sirven como biocatalizadores para las reacciones metabólicas en los organismos vivos activándose al entrar en contacto con un sustrato (sitio activo), mostrando alta especifidad con éste y reduciendo la energía de activación (sin la cual la reacción se daría lentamente y simplemente no sería posible la vida en la naturaleza).

Si bien estas enzimas actuan a una escala celular, existen técnicas para escalar su función a niveles industriales; técnicas que compañías especializadas en diversos rubros (en el caso de bioenergía: Novozymes, Codexis, Dyadic, Genencor) están desarrollando a través de la optimización de los procesos.

Entre otros anuncios recientes sobre enzimas industriales diseñadas para producir biocombustibles, Novozymes ha presentado su enzima Cellic CTec2 para producir biocombustible a partir de residuos; Verenium, su Xilatina, para la degradación de xilosa comúnmente presente en cereales; y Genencor su Acellerasa DUET que aporta nutrientes a los microorganismos fermentadores y disminuye la carga química del proceso.

Lo que se bio-sualiza en este sentido es optimizar incluso el rendimiento de las enzimas integrando ambos procesos: el de la degradación de biomasa hasta glucosa con el de la fermentación de la glucosa hacia biocombustible líquido. Todo esto de la mano de microorganismos cuyas enzimas aisladas invitro y mejoradas con biotecnología para su escalamiento industrial y procesamiento permiten que de ser nuestros enemigos (destruyendo inmuebles, ropa y demás) se puedan volver nuestros aliados en el esfuerzo por generar energía limpia.