III Simposio de Postgrado 2025: Ingeniería, ciencia e innovación

11 188 Módulo Química, Biotecnología y Materiales Caracterización y diseño racional de PETasas para la biodegradación de polietileno tereftalato *E-mail: luis.castro.n@ug.uchile.cl ¹ Departamento de Ingeniería Civil Química, Biotecnología y Materiales, Universidad de Chile ² Centro de Biotecnología y Bioingeniería, Universidad de Chile Luis F. Castro ¹ , ²* Bárbara Andrews ¹ , ² Juan Asenjo ¹ , ² La acumulación de plásticos en el ambiente constituye un desafío significativo, dada su persistencia y el creciente volumen de desechos derivados de su uso masivo. Entre estos, el polietileno tereftalato (PET) es un polímero ampliamente utilizado en envases y textiles, debido a su alta resistencia mecánica, estabilidad química y du- rabilidad. Estas mismas propiedades dificultan su degradación natural y promueven su acumulación en ecosistemas. Si bien se han identificado enzimas capaces de romper los enlaces éster del PET, aún es necesario avanzar en su caracterización, optimización estructural y adaptación a condiciones industriales. En este contexto, el objetivo de este trabajo es diseñar racionalmente mutaciones en enzimas con actividad PETasa para mejorar su eficiencia catalítica, estabilidad térmica y afinidad electrostática con el sustrato. Las enzimas candidatas fueron seleccionadas mediante análisis bioinformático, sin- tetizadas y expresadas heterólogamente en Escherichia coli SHuffle T7, utilizando el plásmido pET-22b(+). Posteriormente, se purificaron mediante FPLC ( Fast Protein Li- quid Chromatography ) por afinidad a etiquetas HisTag (Ni-NTA). Se determinaron las condiciones óptimas de reacción utilizando p-nitrofenil butirato como sustrato mode- lo. En general, se observó que las enzimas presentan mayor actividad en un rango mesófilo (30–50 °C), en condiciones ligeramente alcalinas (pH 8.5) y salinidades entre 0.5 y 1 M NaCl. Luego, se evaluó la actividad PETasa utilizando PET en polvo como sustrato, cuantificando los productos de reacción mediante HPLC ( High-Performance Liquid Chromatography) con columna C18, logrando identificar peaks de absorbancia en longitudes de onda características para productos de la hidrólisis de PET. Se ha logrado identificar actividad esterasa contra el sustrato modelo y actividad hi - drolítica frente a PET en 3 enzimas candidatas. Actualmente, se diseñan mutaciones sitio-específicas basadas en homología estructural a la enzima IsDuraPETase (PDB: 6KY5), orientadas a mejorar actividad catalítica y estabilidad térmica. Las variantes con mejor desempeño serán optimizadas in silico para mejorar la interacción elec- trostática enzima-sustrato. Resumen __Referencias [1] Tournier, V., Sophie D., Frédérique G., et al. (2023). "Enzymes' Power for Plastics Degradation." Chemical Reviews (123): 5612-5701. doi:10.1021/acs. chemrev.2c00644 [2] Cui, Y., Yanchun C., Xinyue L., et al. (2021). "Computational Redesign of a PETase for Plastic Biodegradation under Ambient Condition by the GRAPE Strategy." ACS Catalysis 11: 1340-1350. doi:10.1021/ acscatal.0c05126