El ácido 2,5-furandicarboxílico (FDCA) constituye un precursor interesante para la industria de plásticos biobasados como sustituto del ácido tereftálico de origen fósil gracias a su capacidad para generar polímeros al condensarse con polioles. El FDCA se produce principalmente mediante tres pasos de oxidación a partir del 5-hidroximetilfurfural (HMF), un compuesto renovable que proviene de las hexosas de la biomasa vegetal. Generalmente, en la industria, la conversión de HMF en FDCA se produce mediante procedimientos termoquímicos que requieren altas temperaturas y catalizadores nocivos. Sin embargo, existe una familia de enzimas, llamadas hidroximetilfurfural oxidasas (HMFO), que catalizan las reacciones oxidativas de transformación del HMF en FDCA en condiciones suaves. Estos biocatalizadores aún no han sido implementados debido a que presentan varias limitaciones. Por un lado, su baja actividad sobre el último intermediario de la reacción, el ácido 5-formilfurancarboxílico (FFCA), ralentiza la conversión global del proceso. Por otro, apenas existen unas pocas HMFO disponibles, ya que hasta la fecha solo se han descrito cuatro enzimas salvajes y algunas variantes modifi cadas. Estos problemas se están tratando de solucionar mediante el descubrimiento y análisis de nuevas enzimas de tipo HMFO bacterianas con las que superar la limitación impuesta por la oxidación del FFCA a FDCA. Para ello, se han empleado distintas técnicas de bioprospección computacional que han permitido identifi car una gran variedad de enzimas. Tras expresión heteróloga y caracterización de sus propiedades catalíticas se han obtenido HMFOs con actividad mejorada sobre el FFCA,alcanzándose un aumento de más de diez veces en la producción de FDCA a partir de FFCA comparado con las HMFO salvajes disponibles. Así, no solo se ha ampliado considerablemente el repertorio de enzimas de tipo HMFO, sino que también se ha mejorado el proceso enzimático en términos de productividad y rendimiento. Además, las nuevas enzimas constituyen puntos de partida de interés para la mejora posterior de sus propiedades operacionales mediante el empleo de técnicas de ingeniería de proteínas.

Proyecto PLEC2021-007690 financiado por MICIU/AEI/10.13039/501100011033 y por la Unión Europea NextGenerationEU/PRTR; y Plataforma Temática Interdisciplinar Susplast, CSIC

Peer reviewed

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