Evaluación del potencial de dos peróxidas para su aplicación en biorremedación de compuestos orgánicos recalcitrantes

Abstract

El presente trabajo demuestra el promisorio futuro que presentan las enzimas cloroperoxidasa del hongo Caldariomyces fumago (CPO) y la peroxidasa de palma real (Roystonea regia, PPR), dos peroxidasas de diferente fuente (microbiana y vegetal), usadas como biocatalizadores para aplicación en biorremediación de compuestos orgánicos recalcitrantes. Para este estudio, se evaluó la actividad catalítica tipo peroxidasa, en sistemas de fase orgánica, de cada una de las enzimas empleando diferentes compuestos modelos tales como: PAH's (pireno y antraceno), órgano nitrogenados (difenilamina), moléculas monoaromáticas tipo fenólicas (guayacol), y colorantes [(naranja de metilo y ABTS (2.2´ Azinabis (6- acido surfonic-3- etilbenzotinzolina))]. Los sistemas de reacción estuvieron compuestos por mezclas monofásicas de agua: solvente orgánico miscible (metanol, etanol, isopropanol, acetonitrilo, tetrahidrofurano, dimetil sulfóxido, etc.), sobre los cuales se evaluó la actividad catalítica de ambas peroxidasas. En la mayoría de los ensayos se observó actividad catalítica de las dos enzimas sobre los sustratos evaluados. Sin embargo, para el caso del naranja de metilo y algunos PAH's, la PPR no mostró capacidad de oxidación biocatalítica. A su vez, fue la enzima que mostró mayor tolerancia a los solventes evaluados, bajo los cuales vio mejorada apreciablemente su actividad cuando se emplearon sustratos de baja hidrofobicidad. Con los datos experimentales se calculó el kcat, como parámetro cinético, el cual sirvió para comparar el desempeño biocatalítico de cada enzima sobre los sustratos.

This work shows the promising future presented by the following enzymes: Chloroperoxidase (CPO) from Caldariomyces fumago and royal palm peroxidase (Roystonea regia, PPR). These peroxidases were obtained from different sources (microbial and vegetable) and used as biocatalysts for applicating them in bioremediation of recalcitrant organic compounds. Each one of the enzymes' peroxidase catalytic activity was evaluated in organic phase systems, using different model compounds such as: PAHs (pyrene and anthracene), organic-nitrogenated compounds (diphenylamine), monoaromatic phenolic molecules (guayacol) and dyes (methyl orange and ABTS). The reaction systems were composed of mono-phase water mixtures and organic miscible solvent (methanol, ethanol, isopropanol, acetonitrile, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide and dimethyl formamide), on which both peroxidases' catalytic activity was evaluated. The two enzymes' catalytic activity was observed on the evaluated substrates in most of these assays. However, PPR did not show biocatalytic oxidation for methyl orange dye and some PAHs. This enzyme did show the best tolerance to the evaluated solvents. Its catalytic activity was appreciably enhanced when low hydrophobic solvents were used. The kcat was calculated from this experimental data (as kinetic parameter) leading to each enzyme's biocatalytic performance on substrates being compared.