Proyecto NextProt: Desarrollo de la nueva generación de proteasas para detergentes    

En diciembre del 2019 la Unión Europea desveló el Green Deal, una nueva estrategia de crecimiento para conseguir la neutralidad climática de cara al 2050. [1] Para cumplir los objetivos marcados en este acuerdo es esencial encontrar soluciones tecnológicas sostenibles y eficientes en todos los ámbitos, principalmente en la industria, pero también en nuestro día a día.

Los detergentes son productos básicos con uso industrial y doméstico que debido a su uso masivo tienen un gran impacto ambiental. La mayoría están formados por complejas fórmulas químicas que afectan al medio ambiente, y además suponen elevados costes energéticos y de recursos hídricos. Una de las opciones para paliar este problema es diseñar alternativas más sostenibles que sustituyan los elementos contaminantes por opciones menos perjudiciales. Otra manera, es cambiar la estrategia en cómo los detergentes actúan, utilizando, por ejemplo, catalizadores para acelerar la degradación de las moléculas que componen la suciedad a remover.

Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores biológicos y son capaces de acelerar reacciones químicas de manera muy específica. Es por esto, que desde los años 30[1] se llevan introduciendo estas proteínas en las formulaciones de detergentes para asistir en la eliminación de manchas de origen biológico, como los son el chocolate, el pasto, la sangre, entre otras. Sin embargo, aún existen muchos aspectos de estas enzimas que se pueden mejorar, como su coste de producción, especificidad, actividad catalítica y su estabilidad en las condiciones que se realiza el lavado; siendo el mayor desafío mejorar todas estas características simultáneamente.

Históricamente, la búsqueda de enzimas para su aplicación en detergentes se ha realizado en organismos adaptados a condiciones similares a las de su aplicación en el lavado; es decir, temperaturas extremas y pH elevado. Aun así, muchas modificaciones han sido necesarias sobre estas enzimas naturales para conseguir propiedades más ideales para su aplicación. No obstante, algunas características han sido más difíciles de mejorar que otras, sobre todo aquellas que afectan su especificidad y su coste de producción. Esto es debido a que algunas propiedades iniciales de estas enzimas naturales estaban lejos de ser óptimas para sus requerimientos técnicos. 

La propuesta del proyecto NextProt, financiada por la AEI, está orientada a realizar una búsqueda masiva de posibles enzimas con características ideales para su aplicación en detergentes. Esto se realizará utilizando métodos computacionales, lo cual ofrece una gran ventaja, ya que permitirá explorar una gran cantidad de proteínas desconocidas, sin incurrir en su costosa caracterización experimental. Las nuevas proteínas así encontradas, servirán como nuevos puntos de partida para la optimización de sus propiedades con el fin de mejorar su utilización en detergentes. Por ejemplo, con enzimas que trabajen mejor a temperatura ambiente, no requiriendo así el gasto energético asociado en calentar el agua.

Además, cada enzima, por definición, posee un sitio de unión en donde una reacción química particular ocurre de manera acelerada. Esta región de la proteína es conocida como el sitio activo, y, en el caso particular de las enzimas para detergentes, es donde tiene lugar la ruptura de las moléculas que componen las manchas. Una de las estrategias de NextProt es también introducir nuevos sitios activos en una misma enzima, pero con una especificidad diferente a la del sitio activo natural. Esto permitirá ampliar el espectro de manchas que se pueden degradar utilizando la misma proteína, pero también, disminuir los costos de producción, ya que se requerirán menores cantidades de enzima para lograr una actividad equivalente.

Referencias
https://ec.europa.eu/info/strategy/priorities-2019-2024/european-green-deal_es