Diseño de la variante mutante W159H de la enzima PETasa de Ideonella sakaiensis

dc.contributor.advisorGarcía Solís, Mario Daniel
dc.contributor.authorDutan Atancuri, John Alexander
dc.date.accessioned2026-01-14T13:46:52Z
dc.date.issued2026-01
dc.descriptionEl incremento sostenido en la producción y consumo de polietileno tereftalato (PET) ha generado una acumulación significativa de residuos plásticos de difícil gestión, frente a la cual las rutas convencionales de reciclaje presentan limitaciones técnicas y energéticas. En este contexto, la biodegradación mediada por enzimas PET hidrolasas se perfila como una alternativa complementaria para la despolimerización del PET posconsumo. La PETasa de Ideonella sakaiensis (IsPETasa) destaca por su capacidad de actuar sobre PET semicristalino en condiciones moderadas; sin embargo, su actividad y estabilidad térmica son aún insuficientes para aplicaciones a escala preindustrial. El objetivo de este trabajo fue diseñar y evaluar la variante mutante W159H de la enzima PETasa de I. sakaiensis, con el fin de mejorar su desempeño catalítico frente a PET de botella posconsumo. La mutación puntual W159H se introdujo en la variante M3 de IsPETasa, se clonó en el vector pET-30a(+) y se expresó en Escherichia coli Rosetta y se caracterizó por SDS-PAGE. La actividad se evaluó incubando gránulos micronizados de PET a 50 grados centígrados y pH 9,4 cuantificando la pérdida de masa del polímero. La variante W159H alcanzó una degradación del 44,9 por ciento de 125.2 miligramos iniciales del PET, evidenciado un desempeño catalítico competitivo. Los resultados demostraron que la sustitución W159H representa un punto de optimización relevante del clamp aromático de IsPETasa y aporta evidencia experimental sirviendo como base para el diseño racional de variantes múltiple orientadas al reciclaje biológico de residuos de PET.
dc.description.abstractThe sustained increase in the production and consumption of polyethylene terephthalate (PET) has led to a significant accumulation of plastic waste that is difficult to manage, for which conventional recycling routes have technical and energy limitations. In this context, biodegradation mediated by PET hydrolase enzymes is emerging as a complementary alternative for the depolymerization of post-consumer PET. Ideonella sakaiensis PETase (IsPETase) stands out for its ability to act on semi-crystalline PET under moderate conditions; however, its activity and thermal stability are still insufficient for pre-industrial scale applications. The objective of this work was to design and evaluate the W159H mutant variant of the PETase enzyme from I. sakaiensis in order to improve its catalytic performance against post-consumer PET bottles. The point mutation W159H was introduced into the M3 variant of IsPETase, cloned into the pET-30a(+) vector, expressed in Escherichia coli Rosetta, and characterized by SDS-PAGE. Activity was evaluated by incubating micronized PET pellets at 50 degrees Celsius and pH 9.4, quantifying the loss of polymer mass. The W159H variant achieved a 44.9 percent degradation of the initial 125.2 milligrams of PET, demonstrating competitive catalytic performance. The results demonstrated that the W159H substitution represents a relevant optimization point of the IsPETase aromatic clamp and provides experimental evidence serving as a basis for the rational design of multiple variants aimed at the biological recycling of PET waste.
dc.identifier.urihttps://repositorio.uta.edu.ec/handle/123456789/45869
dc.language.isoes
dc.publisherUniversidad Técnica de Ambato. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos y Biotecnología. Carrera de Biotecnología
dc.subjectBIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL
dc.subjectBIODEGRADACIÓN
dc.subjectACTIVIDAD ENZIMÁTICA
dc.subjectMUTAGÉNESIS DIRIGIDA
dc.subjectPOLIETILENO TEREFTALATO (PET)
dc.subjectPETASA
dc.subjectIDEONELLA SAKAIENSIS
dc.titleDiseño de la variante mutante W159H de la enzima PETasa de Ideonella sakaiensis
dc.typebachelorThesis

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