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El polihidroxibutirato ( PHB ) es un polihidroxialcanoato (PHA), un polímero perteneciente a la clase de los poliésteres que son de interés como plásticos biodegradables y de origen biológico . [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 los microorganismos lo emplean como una forma de molécula de almacenamiento de energía para ser metabolizada cuando otras fuentes de energía comunes no están disponibles. [ cita necesaria ]
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 luego se usa como monómero para polimerizar PHB. [3] Los gránulos de PHA luego se recuperan alterando las células. [4]
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La mayoría de los plásticos comerciales son polímeros sintéticos derivados de petroquímicos . Suelen resistir la biodegradación . Los plásticos derivados del PHB son atractivos porque son compostables , se derivan de energías renovables y son biodegradables.
ICI había desarrollado el material para la etapa de planta piloto en la década de 1980, pero el interés se desvaneció cuando quedó claro que el costo del material era demasiado alto y sus propiedades no podían igualar las del polipropileno . Algunas botellas se fabricaron 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 a ICI/Zeneca, incluida la marca "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 empezó a centrarse en producir PHB a partir de plantas en lugar de bacterias. [5] Pero ahora, con tanta atención de los medios sobre los cultivos transgénicos, ha habido pocas noticias sobre los planes de Monsanto para el PHB. [6]
Biopol se utiliza actualmente en la industria médica para sutura interna . 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]
Los firmicutes y las proteobacterias pueden degradar el PHB. Las especies de Bacillus , Pseudomonas y Streptomyces pueden degradar el PHB. Pseudomonas lemoigne , Comamonas sp. Acidovorax faecalis , Aspergillus fumigatus y Variovorax paradoxus son microbios del suelo capaces de degradarse. Alcaligenes faecalis , Pseudomonas e Illyobacter delafieldi , se obtienen a partir de lodos anaeróbicos. Comamonas testosteroni y Pseudomonas stutzeri se obtuvieron de agua de mar. Pocos de ellos son capaces de degradarse a temperaturas más altas; notablemente con excepción de Streptomyces sp. y una cepa termófila de Aspergillus sp. [11]