TECNOLOGIA BIOQUIMICA

Autor: QUINTERO DÍAZ JUAN CARLOS.
Año: 2004.
Universidad: SANTIAGO DE COMPOSTELA.
Centro de lectura: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA.
Centro de realización: ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA.

Resumen: El hexaclorociclohexano (HCH),es un conjunto de isómeros diferencados por la posición espacial de los átomos de cloro, compuesto principalmente por los isómeros alfa, gamma y delta HCH, el isómero gamma HCH, conocido comúnmente como lindano, tiene propiedades insecticidas y ha sido empleado extensamente de forma individual o mezclado con los demás isómeros, para el control de plagas en la agricultura.Su amplio uso , inadecuado vertido de los residuos durante su producción , su elevada persistencia en el ambiente y toxicidad, han generado problemas de contaminación de suelos. La presente tesis tiene como objetivo general evaluar diferentes estrategias de biorrecuperación de los suelos contaminados con HCH, mediante la utilización de lodos anaerobios y hongos de podredumbre de la madera. Los lodos anaerobios se emplearon para tratar suelos contaminados en fase suspensión.El suelo se suspendió en una fase líquida con el fin de minimizar las limitaciones por trasferencia de matería.Los resultados de esta investigación permitieron concluir que los lodos anaerobios tienen una alta capaciadad para degradar los diferentes isómeros de HCH, siendo gamma HCH el más biodegradable, del cual se logra una completa degradación con 5 días de tratamiento , seguido de alfa HCH que se desgrada totalmente después de 15 días de tratamiento y los más recalcitrales fueron beta y delta HCH con cerca de 50 días.Los efectos del tipo de sustrato , la concentración de biomasa de lodos y la toxicidad de los contaminantes sobre la actividad de los lodos también fueron analizados y se observó que estos tres factores afectan significativamente la eficiencia de biodegradación.Sustratos cmplejos como el almidón incrementan la degradación, sobre el empleo de AGV, además incrementando la concentración de biomasa, disminuye la toxicidad específica de los contaminantes sobre los microorganismos ,con lo cual también se incrementa la degradación.La evaluación de la degradación en un reactor de tanque operado en fase suspención con reemplazos periódicos de suelo, muestra altas eficiencias de tratamiento con reemplazos de 10 y 20 % de suelo. De otro lado, se observó que los isómeros de HCH son altmente hidrófobos y se adsorben en una alta proporción en el suelo , siendo beta HCH el que se obsorbe en mayor proporción (hasta en una 95%)y gamma HCH en que menos (hasta un 80%).Esta baja biodisponibilidad se incrementa con la edad del suelo.El empleo de agentes tensoactivos como TritónX100 y Tween 80 mejora significativamente la desorción de los contaminante del suelo y además Tween80 mejora la degradación.Se observó además que TritónX100 inhibe dráticamente la degradación anaerobia de HCH. Debido a su alto potencial para degradar diversos compuestos xenobióticos y recalcitrantes, se evaluó la capacidad de degradación de los diferentes isómeros con 9 hongos de podredumbre de la madera.Phanerochaete chysosporium, Phanerochaete sordida, Bjerkandera adusta, irpex lacteus, Lentinus trigrinus,Plabia Radiata, Pleurotus eryngii,Popliporus ciliatus y stereun hirsutum.La mayoría de estos homgos mostraron capacidad para degradar alguno de los isómeros de HCH, siendo beta HCH el más recalcitrante y gamma y delta HCH los más biodegradables.Los hongos con mayor potencial fueron Bjerkandera adusta, Pleurotus eryngii y Poliporus ciliatus.Durante él tratamiento de suelos con B, adusta , se observaron degradaciones entre el 10 y 20 % para todos los isómeros y además se notó la existencia de un efecto antagónico con los microrganismos del suelo que limitaron la acción de los hongos y podredumbre de la madera, efecto antagónico que se beneficia cuando se inoculan bajas concentraciones de hongo en el suelo.Adicionalmente se observó que la microfora del suelo tiene capacidad para degradar parcialmente los isómeros alfa y gamma HCH. En conclusión , tanto los lodos anaerobios como los hongos de prodredumbre de la madera tienen capacidad para degradar los diferentes isómer 8 os de HC 2a9 H, se bien la degradación es más eficiente en condiciones anaerobias, los efectos de sorción , la toxicidad de los contaminantes y la cocnetración de biomasa degradadora, son algunos de los principales factores a tener en cuenta durante los procesos de biorecuperación de suelos.

Autor: HERNÁNDEZ DEL OLMO CAROLINA.
Año: 2004.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
Centro de lectura: FACULTAD QUÍMICAS.
Centro de realización: FACULTAD DE QUÍMICAS.

Resumen: La eliminación del azufre en los combustibles fósiles es de gran importancia debido a los problemas ambientales que se producen tras su combustión, tales como la lluvia ácida. La hidrodesulfuración es el método más utilizado para ello, pero requiere de concidiones drásticos de presión y temperatura. Además, este método no consigue eliminar algunas moléculas azufradas, como los derivados tiofénicos. La utilización de microorganismos para desulfurar, o biodesulfuración (BDS), puede ser aplicada para degradar dichos com puestos, en condiciones suaves de presión y temperatura, disminuyendo así los costes de inversión y operación del proceso. En este trabajo se ha empleado la bacteria Rhodococus erythopolis IGTS8 como biocatalizador, y se ha usado dibenziotiofeno (DBT) como compuesto modelo para estudiar la capacidad desulfurante del microorganismo en las diferentes condiciones estudiadas. Se ha llevado a cabo el estudio del crecimiento de R.erythropolis IGTS8. En cuanto al medio de crecimiento, se ha estudiado la naturaleza de la fuente de azufre, de carbono y de nitrógeno a emplear. Una vez determinado un medio adecuado de crecimiento, se han tenido en cuenta diversas condiciones de operación durante el mismo; se ha estudiado la influencia del pH y a continuación, el efecto de la temperatura. En cuanto al transporte y consumo de oxígeno, se ha medido el coeficiente volumétrico de transporte en el medio de crecimiento con y sin microorganismos, y se ha definido un factor de aumento que corrige el efecto del aumento del transporte de oxígeno debido a la presencia del microorganismo. Por otra parte, se ha estimado dicho coeficiente volumétrico de transporte aplicando un modelo teórico, con buenos resultados. Con respecto al consumo de oxígeno, se ha propuesto un modelo cinético capaz de describir la evolución de la velocidad de consumo de oxígeno disuelto definido un nuevo parámetro, que tiene en cuenta el consumo de oxígeno para el desarrollo de la capacidad desulfurante. A partir de los datos obtenidos en el estudio del medio y las condiciones de crecimiento, se ha propuesto un mundo cinético que describe matemáticamente la evolución de la concentración de biomasa, de la capacidad desulfurante acumulada y de la concentración de oxígeno disuelto. Por otra parte, se ha estudiado la biodesulfuración de DBT utilizando R.erythorpolis IGTS8 como biocatalizador, usando el método de contacto conocido como resting cells, estudiando sus mantenimiento tras su crecimiento, y las condiciones de operación durante la biodesulfuración, tales como temperatura y transporte de oxígeno disuelto. Finalmente, también se ha propuesto un modelo cinético de la etapa de biodesulfuración. Se ha realizado un estudio estequiométrico de la ruta 4S, tras ello se ha formulado el modelo cinético, y se han aplicado los métodos de las velocidades de reacción y de producción, obteniendo así las ecuaciones cinéticas de las cuatro reacciones intracelulares implicadas en la ruta 4S de desulfuración; se han determinado los parámetros cinéticos del modelo para distintos tiempos de crecimiento de la bacteria. En cuanto al medio de crecimiento, se concluye que las fuentes óptimcas de azufre, carbono y nitrógeno son DMSO 1,3 uM, glucosa 20g/L y NH4Cl 2g/L. En cuanto a las condiciones de operación, las condiciones óptimas son: pH67, controlado con tampón Tris-HCl, y 30ºC. Con reposo al transporte de oxígeno durante el crecimiento, existe un aumento del mismo debi 8 do a la 5df presencia de microorganismo, que se puede cuantificar mediante un factor de aumento; en relación al consumo de oxígeno es debido tanto al mentenimiento y crecimiento del microorganismo, como al desarrollo de la capacidad desulfurante durante el mismo. Con respecto al modelo cinético de crecimiento propuesto, se obtiene muy buen ajuste de los datos experimentales conseguidos en un amplio intervalo de condiciones. Encuanto al estudio de la biodesulfuración de DBT, se concluye que la temperatura óptima de 30ºC, no encontrándose diferencias entre el uso de incubadora orbital o fermentador empleando velocidades de agitación de 100-200 rpm. Respecto al modelo cinético propuesto de la biodesulfuración, el ajuste de da tos experimentales, en muy diversas condiciones es excelente.

Autor: PÉREZ ANDRÉS ENCARNACIÓN.
Año: 2004.
Universidad: PAÍS VASCO.
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA.

Resumen: El ATP extracelular regula diversas funciones celulares a través de la activación de receptores purinérgicos específicos. En la glándula submandibular (GSM) de rata se han detectado varios receptores purinérgicos del tipo P2X. Estos receptores tras su activación generan intercambio de iones con el medio extracelular y despolarización de la membrana plasmática. La exposición de los acinos de GSM de rata al ATP (1,5 mM) estimula la actividad fosfolipasa D (PLD). Estas células carecen de las isoformas PLD1 y PLD dependiente de oleico, mientras que sí expresan la actividad PLD2. El mecanismo por el cual el ATP estimula la actividad PLD2 en ancinos implica: 1,- Influjo de Ca2+ 2,- Estimulación de la actividad proteína quinasa. 3,- Estimulación de la actividad fosfolipasas A2. Además es independiente de la movilización de Ca2+ intracelular y de la actividad fosfolipasa C específica de fosfoinositoles. En las mismas condiciones y de manera dependiente de la activación de la fosfolipasa D2, el ATP estimula la secreción de proteínas, incluyendo enzimas con actividad peroxidasa. Por otra parte, el aumento de la dosis de ATP (5 mM) produce apoptosis en los acinos elevando los niveles de las caspasas 3, 8 y 9, de cerámidos, y produciendo fragmentación del DAN. La exposición de los acinos a inhibidores y antagonistas del receptor P2X7 anula los efectos del ATP. Por lo tanto, la activación de la fosfolipasa D2, la estimulación de la secreción, el aumento de cerámidos y la inducción de la apoptosis por ATP en acinos de GSM de rata son procesos mediados por el receptor purinérgico P2X7.

Autor: Prado Rubianes Oscar.
Año: 2005.
Universidad: A CORUÑA.
Centro de lectura: Facultad de Ciencias.
Centro de realización: Facultad de Ciencias.

Resumen: La generación de formaldehído y de resinas sintéticas de formaldehído lleva asociada la emisión a la atmósfera de una cantidad significativa de compuestos tóxicos, siendo los más abundantes de estos el propio formaldehído y el metanol. Habitualmente, pequeñas cantidades de dimetiléter y de monóxido de carbono están tambien presentes en los vertidos gaseosos. El gran volumen de emisión de dichos compuestos y la magnitud de los efectos perjudiciales causados por los mismos hace necesario el tratamiento de la corriente previamente a sus liberación a la atmósfera. Las tecnologías empleadas tradicionalmente para este tratamiento incluyen la absorción, la adsorción o la incineración del gas. Sin embargo, estos sistemas suelen presentar una serie de inconvenientes que desaconsejan su uso en muchos casos, como son los elevados costes que implican, la posible generación de subproductos daniños o la transferencia de compuestos a un medio previamente no contaminado. Como alternativa a estos sistemas de tipo biológica (biorreactores), en las últimas décadas se han desarrollado y operado con éxito los que se emplean cultivos de microorganismos seleccionados especificamente para biodegradar los contaminantes presentes en la corriente. Dichos sistemas presentan elevadas eficacias de eliminación asociadas a costes de operación mínimos, lo que conviene en opciones ideales para el tratamiento. Si bien hasta la fecha se ha publicado un cierto número de trabajos en los que se trata la degradación de alguno de los contaminantes anteriormente mencionados en reactores biológicos, el presente es el primero en el que se estudia la depuración integral de corrientes gaseosas compuestas por mezclas de todos ellos. El objetivo principal de los experimentos descritos aquí es el desarrollo y la optimización de sistemas de biorreactores aptos para llevar a cabo de manera eficiente la depuración de emisiones de una empresa tipo de producción de formaldehído y resinas sintéticas de formadehído. Adicionalmente, se estudió el efecto de los principales parámetros de operación sobre la eficiencia del tratamiento, incluyendo, entre otros el material de relleno, el contenido en humedad, las condiciones de aporte de medio nutritivo, la carga de tóxico y el ph de operación. De los resultados obtenidos se extrae que el tratamiento de la mezcla de contaminantes es viable y eficiente, y que las degradaciones del dimetiléter y del monóxido de carbono representan los procesos más delicados.

Autor: VUMI MAQUIESSE JORGETE.
Año: 2005.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
Centro de realización: INSTITUTO DE CATALISIS CSIC.

Resumen: Se diseña nuevos soportes de agarosa recubiertos de películas de dextrano-aspartico y dextrano sulfato y se evalúan sus propiedades para la inmovilización reversible de enzimas industriales. Se plantean los siguientes subjetivos: A,- Optimización de la preparación de los soportes. B,- Estudio de la inmovilización reversible de enzimas industriales (proceso de inmovilización y fuerza de unión enzima soporte). C,- Mejora de la estabilidad de las enzimas después de la inmovilización. D,- Modulación de la enatioselectividad de lipasas mediante la adsorción a los soportes en diferentes condiciones experimentales. E,- Utilización delos nuevos soportes para la purificación de enzimas industriales. Los nuevos soportes absorben un gran porcentaje de proteínas (un 80% de un extracto crudo de Escherichia coli) en un amplio margen de condiciones experimentales (po., ph comprendido entre 3 y 9). La fuerza de unión de las proteínas es mucho mayor que la fuerza de unión de los soportes hasta concentraciones de cloruro sódico superiores a 200mM y no se desorden completamente has concentraciones de sal superiores a 1M. La adisión de cationes divalentes y trivalentes aumenta considerablemente la fuerza de unión enzima soporte. Los derivados reversibles de varias enzimas de interés industrial (penicilina G acilasa, quimotripsina, tripsina, beta-galactosidasa) son mucho más estables térmicamente que las correspondientes enzimas solubles y también exhiben una muy interesante estabilización frente a disolventes orgánicos. La posibilidad de absorber lipasas sobre los nuevos soportes en muy diferentes condiciones experimentales (presencia de detergente, diferente pH y temperatura, etc.) nos permite alterar, mejorar su enanselectividad para las reacciones de mezclas racémicas de compuestos de interés farmacéutico. Los nuevos soportes nos permite también simplificar la purificación de interesantes enzimas industriales, como la penicilina G acilasa de Echerischia coli. Los nuevos soportes nos permiten combinar las ventajas de la inmovilización recersible muy intensa con una mejora muy sustancial de las propiedades funcionales de las enzimas industriales. Por todo ello, los nuevos métodos de inmovilización parecen muy adecuados para una posible aplicación a nivel industrial.