DETALLES DEL PROYECTO

RESPONSABLE(S):

Departamento de Química,  Unidad de Química Orgánica y Bioquímica

TITULO DEL PROYECTO

Biodegradación de compuestos aromáticos xenobióticos utilizando bacterias termófilas aisladas de las aguas termales de las trincheras

FACULTAD A LA QUE PERTENECE

Ciencias y Tecnología

ACTIVIDAD DEL ARTICULO 42 DE LA LOCTI CON LA CUAL SE RELACIONA EL PROYECTO

Ordinal 8, Aparte a

PROBLEMA DEL PROYECTO

Los compuestos aromáticos son sustancias cuyas moléculas son de tipo no alifáticos y a menudo sufren reacciones de sustitución electrofílica similares a las del benceno. Estos compuestos tienen muchos usos y aplicaciones, que han servido como palancas indiscutibles de grandes e importantes industrias. El principal problema de estos compuestos al momento de degradarlos, es el rompimiento del anillo aromático, debido a la gran variedad de sustituyentes que pueden contener; y uno de los principales problemas es la presencia de halógenos, lo cual disminuye la degradabilidad por estabilización del anillo. Es por ello que las enzimas de los organismos termófilos juegan un papel fundamental en la degradación de estos compuestos; a pesar de que en la actualidad no se han concretado los mecanismos de su degradación así como tampoco las enzimas implicadas. La principal ventaja de aplicar procesos biotecnológicos radica en la utilización de microorganismos naturales para conseguir una rápida degradación de las sustancias contaminantes provenientes, en su mayoría, de la industria petrolera y química. Por estas razones el estudio de bacterias termófilas es de gran interés, ya que mediante su uso, se determinará si verdaderamente son capaces de degradar los compuestos aromáticos, los cuales representan un riesgo para la salud humana y para el equilibrio ecológico. Este trabajo evaluará la actividad enzimática presente en extractos libres de células de cepas de microorganismos termófilos, aislados del agua termal de Las Trincheras, en la degradación de diferentes sustratos aromáticos tales como: A-naftol, B-naftol, fenantreno, fenol y naftaleno.

OBJETIVOS DEL PROYECTO

OBJETIVO GENERAL Estudiar la factibilidad de degradar compuestos aromáticos empleando cultivos de bacterias termófilas aisladas de las aguas termales de Las Trincheras. OBJETIVOS ESPECÍFICOS - Crecer bacterias previamente aisladas de las aguas termales de Las Trincheras y mantenidas en el laboratorio. - Cultivar bacterias que crezcan en medio de cultivo mínimos, en donde la única fuente de carbono son compuestos aromáticos como: A-naftol, B-naftol, fenol, naftaleno o fenantreno. - Establecer condiciones óptimas (pH, temperatura) para el crecimiento de las bacterias. - Estandarizar un método para cuantificar la cantidad de sustrato degradado por bacterias termófilas.

ACTIVIDADES DEL PROYECTO

Como consecuencia del uso masivo del petróleo y sus derivados, y la actividad de diversas industrias químicas, en los últimos años se han incrementado los niveles de contaminación ambiental, lo cual ha ocasionado el deterioro progresivo del medio ambiente. Estos efectos son ejercidos, entre otros agentes químicos, por los hidrocarburos aromáticos. Consecuentemente sería importante conocer el papel que pudiesen jugar las enzimas provenientes de los microorganismos termófilos en la degradación de tales moléculas orgánicas. Dada la necesidad de encontrar medidas efectivas que remedien los efectos negativos de los contaminantes aromáticos, se investigará en este trabajo la posibilidad de utilizar bacterias termófilas capaces de degradar compuestos aromáticos de tipo A-naftol, B-naftol, fenantreno, fenol y naftaleno y así poder disminuir la concentración de estos compuestos químicos aromáticos perjudiciales para el medio ambiente. Se tiene estipulado las siguientes actividades: Recolección del material biológico Se usará una muestra de las aguas termales de Las Trincheras, de la piscina de 80 y 60°C así como de los lodos termales Otras cepas de bacterias a utilizar han sido previamente aisladas del Centro Termal de Las Trincheras del Estado Carabobo y se encuentran a la disposición en el laboratorio. Cultivo de las bacterias Se realizará una inoculación y se analizará el crecimiento durante las primeras 72 horas. Una vez logrado un primer crecimiento, se transferirán a distintos medios: 1) Crecimiento en caldo nutritivo (CN): Este paso, se realiza con la finalidad de obtener biomasa en las cepas aisladas. Esto se realizará en caldo nutritivo M088 HIMEDIA (CN). Se tomarán inóculos de 1 mL de las cepas y se transferirán a una fiola con medio, para luego ser incubadas en aerobiosis con agitación, aproximadamente entre 24 y 48 horas a 55 ºC. 2) Crecimiento bacteriano en medio selectivo: Las bacterias se inocularán en un medio mínimo mineral suplementado con compuestos aromáticos tales como: A-naftol, B-naftol, fenantreno, fenol y naftaleno al 1% (p/v). La composición del medio mineral contendrá: 3 g de KH2PO4, 6,78 g de Na2PO4, 1 g de NH4Cl en 1 litro de agua destilada, ajustando el pH a 7,1. Obtención del filtrado libre de célula A tiempos de crecimiento de 0, 24, 48, 72 y 120 horas se tomarán alícuotas de aproximadamente 4 mL del cultivo bacteriano, luego se filtrará al vacío haciendo uso de una membrana microbiológica de diámetro de poro 0,45 um. Haciendo uso de una micropipeta, se tomarán alícuotas del filtrado libre de células y se les agregará 0,1 g de cada uno de los compuestos xenobióticos en estudio (por separado). Se incubará a 72 horas y se tomarán alícuotas a distintos tiempos, para luego aplicar cromatografía de gases. Obtención de la muestra para el análisis cuantitativo del xenobiótico Se tomarán alícuotas de 2 mL del sobrenadante antes obtenido, para luego realizar extracciones con 4 mL del solvente adecuado para cada compuesto. 1. A-naftol: cloroformo- HPLC 2. B-naftol: cloroformo- HPLC 3. fenol: agua 4. naftaleno: metanol 5. fenantreno: metanol Luego se tomará con una microjeringa 0,5 uL de los extractos orgánicos, y se procederá a inyectar en un cromatógrafo de gases. Para el caso del fenantreno debido a su elevado punto de ebullición, éste será analizado por medio de la técnica de HPLC (ver anexo 4). Cuantificación de los productos de degradación de los compuestos aromáticos Para la cuantificación se realizará previamente una curva de calibración, con cada uno de los sustratos puros y se comparará con una curva de calibración área de pico vs. Concentración del sustrato que está en contacto con la bacteria.

PRODUCTOS DEL PROYECTO

1. Aislamiento de una cepa sujeta a identificación. 2. Mejoramiento de las condiciones de cultivo de la cepa 3. Análisis de biodegradación de compuestos aromáticos 4. Posibles soluciones para la biodegradación de compuestos aromáticos en accidentes de plantas y desechos de la industria del petróleo y asociados.

DEPENDENCIA RESPONSABLE DEL PROYECTO:

Facultad Experimental de Ciencia y Tecnología

FECHA INICIO

01/05/2007

FECHA FIN

01/05/2008

MONTO DEL PROYECTO

Bs. 200.000.000,00, Bs.F. 200.000,00
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