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El polihidroxibutirato ( PHB ) es un polihidroxialcanoato (PHA), un polímero que pertenece a la clase de los poliésteres que son de interés como plásticos bioderivados y biodegradables . [1] La forma poli-3-hidroxibutirato (P3HB) de PHB es probablemente el tipo más común de polihidroxialcanoato, pero otros polímeros de esta clase son producidos por una variedad de organismos: estos incluyen poli-4-hidroxibutirato (P4HB), polihidroxivalerato (PHV), polihidroxihexanoato (PHH), polihidroxioctanoato (PHO) y sus copolímeros .
El PHB es producido por microorganismos (como Cupriavidus necator , Methylobacterium rhodesianum o Bacillus megaterium ) aparentemente en respuesta a condiciones de estrés fisiológico; [2] principalmente condiciones en las que los nutrientes son limitados. El polímero es principalmente un producto de la asimilación de carbono (de glucosa o almidón ) y es empleado por microorganismos como una forma de molécula de almacenamiento de energía para ser metabolizada cuando no hay otras fuentes de energía comunes disponibles. [ cita requerida ]
La biosíntesis microbiana de PHB comienza con la condensación de dos moléculas de acetil-CoA para dar acetoacetil-CoA, que posteriormente se reduce a hidroxibutiril-CoA. Este último compuesto se utiliza luego como monómero para polimerizar PHB. [3] Los gránulos de PHA se recuperan luego rompiendo las células. [4]
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La mayoría de los plásticos comerciales son polímeros sintéticos derivados de productos petroquímicos . Tienden a resistir la biodegradación . Los plásticos derivados del PHB son atractivos porque son compostables , se derivan de fuentes renovables y son biodegradables.
ICI había desarrollado el material en la fase piloto en la década de 1980, pero el interés se desvaneció cuando se hizo evidente que el costo del material era demasiado alto y sus propiedades no podían igualar las del polipropileno . Se fabricaron algunas botellas para la gama de champús "Sanara" de Wella; un ejemplo que utiliza el nombre comercial "Biopol" se encuentra en la colección del Museo de Ciencias de Londres.
En 1996, Monsanto (que vendía PHB como copolímero con PHV) compró todas las patentes para fabricar el polímero de ICI/Zeneca, incluida la marca registrada "Biopol"[1]. Sin embargo, los derechos de Monsanto sobre Biopol se vendieron a la empresa estadounidense Metabolix en 2001 y los fermentadores de Monsanto que producían PHB a partir de bacterias se cerraron a principios de 2004. Monsanto comenzó a centrarse en producir PHB a partir de plantas en lugar de bacterias. [5] Pero ahora, con tanta atención de los medios de comunicación sobre los cultivos transgénicos, ha habido pocas noticias sobre los planes de Monsanto para el PHB. [6]
Actualmente, el biopol se utiliza en la industria médica para suturas internas . No es tóxico y es biodegradable, por lo que no es necesario eliminarlo después de la recuperación. [7]
TephaFLEX es un poli-4-hidroxibutirato de origen bacteriano, fabricado mediante un proceso de fermentación recombinante por Tepha Medical Devices, destinado a una variedad de aplicaciones médicas que requieren materiales biodegradables como suturas absorbibles . [8]
El polihidroxibutirato fue aislado y caracterizado por primera vez en 1925 por el microbiólogo francés Maurice Lemoigne. [10]
Firmicutes y proteobacterias pueden degradar PHB. Bacillus , Pseudomonas y Streptomyces pueden degradar PHB. Pseudomonas lemoigne , Comamonas sp. Acidovorax faecalis , Aspergillus fumigatus y Variovorax paradoxus son microbios del suelo capaces de degradación. Alcaligenes faecalis , Pseudomonas e Illyobacter delafieldi se obtienen de lodos anaeróbicos. Comamonas testosteroni y Pseudomonas stutzeri se obtuvieron de agua de mar. Pocos de estos son capaces de degradarse a temperaturas más altas; notablemente exceptuando Streptomyces sp. termófilo y una cepa termófila de Aspergillus sp. [11]