Llevo tiempo con ganas de escribir sobre uno de los últimos artículos en los que he colaborado con el ICMOL-UV. Se trata de la creación de unos nuevos nanomateriales capaces de degradar biopolímeros largos, concretamente el xilano. El reto de este nuevo material ha sido encapsular una enzima, la xilanasa, en una nanoestructura diseñada específicamente para acogerla, protegerla y permitir su reutilización, manteniendo al mismo tiempo la accesibilidad al sustrato en su interior. ¿Queréis saber más?
La inmovilización de enzimas es una estrategia biotecnológica que permite estabilizar y reutilizar las enzimas en varios bioprocesos. Sin embargo, este enfoque tiene algunas limitaciones, especialmente cuando se trabaja con sustratos poliméricos. Estos sustratos pueden presentar impedimentos físicos que impiden que la enzima inmovilizada acceda a ellos.
Los MOFs son materiales híbridos compuestos por iones metálicos (o clústeres metálicos) conectados por ligandos orgánicos de diferentes tipos. Esta combinación da como resultado estructuras altamente porosas, similares a “esponjas” moleculares. Los MOFs se han utilizado en diversas aplicaciones, como el almacenamiento de gases, la catálisis, la adsorción selectiva y la liberación controlada de fármacos.
Estas estructuras también se han utilizado para albergar enzimas, lo que permite su estabilización y reciclaje. Sin embargo, un desafío con estos materiales es que, si bien el tamaño de los poros es controlable, no hay muchos que puedan alojar una enzima capaz de degradar polímeros largos.
Este nuevo material destaca por sus poros excepcionalmente grandes, organizados en canales unidireccionales. Estos canales han sido diseñados para albergar una xilanasa desarrollada por el laboratorio de Ingeniería Molecular de Enzimas del IATA-CSIC. Este diseño ha demostrado su capacidad para alojar sustratos largos y facilitar su despolimerización.
El material protege eficazmente la xilanasa y permite su reutilización durante múltiples ciclos catalíticos. Esto demuestra que el diseño del canal en este MOF puede proteger la enzima y, al mismo tiempo, proporcionar acceso a sustratos como los polímeros. Como resultado, la enzima puede reutilizarse, lo que permite la despolimerización continua del xilano.
Este artículo representa un avance significativo en el campo de estos materiales. Presenta un modelo de material biocatalítico capaz de albergar enzimas que catalizan reacciones de despolimerización, como celulasas, pectinasas y amilasas.
Os dejo el enlace al artículo por si queréis ampliar la información o conocer algún detalle más:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.5c04137
Glatz, J., Díaz, J. C., Salinas-Uber, J., Talens-Perales, D., Polaina, J., & Giménez-Marqués, M. (2025). Channel-Directed Enzymatic Depolymerization within a Metal–Organic Framework. ACS Applied Materials & Interfaces. https://doi.org/10.1021/acsami.5c04137
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