Bactérias que quebram plásticos naturais encontradas na Malásia
Pesquisas mostram que bactérias em Penang conseguem decompor o poli(3-hidroxibutirato).
Umber Zahra, A. A, A. Nawaz, H. Mukhtar
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Índice
O polibutirato de 3-hidroxila, ou P(3HB), é um tipo de plástico que rola naturalmente e se decompõe fácil no meio ambiente. Certos microorganismos, que são seres vivos minúsculos, ajudam nesse processo produzindo Enzimas que "devoram" o P(3HB). Alguns desses microorganismos armazenam o P(3HB) nas células como grânulos quando tem carbono sobrando. Quando esses bichinhos morrem, eles soltam os grânulos no ambiente. Outros microorganismos que quebram o P(3HB) usam os pedaços menores que sobraram pra ganhar energia e crescer.
Esses microorganismos que quebram o P(3HB) tão quase em todo lugar, tipo no Solo, em compostagem e na água. Eles quebram o P(3HB) melhor em lugares tipo esgoto do que em água do mar. Tipos comuns de Bactérias que produzem as enzimas pra quebrar o P(3HB) incluem Comamonas, Pseudomonas, Alcaligenes e Cupriavidus. Fungos, como alguns da família Ascomycetes e Basidiomycetes, também conseguem quebrar o P(3HB).
O solo é um lar bom pra muitas dessas bactérias porque é onde elas vivem naturalmente. Quando tem muito P(3HB) por perto, essas bactérias costumam usar como fonte de alimento. Identificar essas bactérias ficou mais fácil com novas ferramentas como microscopia eletrônica e a técnica chamada sequenciamento de 16S rDNA, que ajuda os cientistas a aprender mais sobre elas.
Usos do P(3HB)
O P(3HB) tem várias aplicações práticas. Ele é usado pra fazer dispositivos médicos em cirurgias, como em procedimentos dentários e ortopédicos. O material também é útil pra entrega de medicamentos, tipo em cápsulas pequenas que liberam remédio ao longo do tempo. Além disso, o P(3HB) foi usado pra criar produtos que ajudam as enzimas no corpo a funcionarem melhor ou mais devagar. Quando usado em ambientes médicos, o P(3HB) causa pouca irritação e pode ajudar a controlar a atividade enzimática no corpo por mais tempo.
Métodos pra Encontrar Bactérias Que Quebram P(3HB)
Pra achar as bactérias que podem quebrar o P(3HB), os pesquisadores coletaram oito amostras de água e duas de solo de várias áreas em Penang, Malásia. Uma pequena quantidade de solo e água foi colocada em um caldo especial que estimula o crescimento de bactérias que degradam P(3HB) e deixaram repousar por 24 horas. Depois disso, a mistura foi diluída e colocada em um ágar especial pra procurar bactérias que conseguissem quebrar o P(3HB) com base nas zonas claras ao redor das colônias.
Cinco tipos de bactérias mostraram que conseguiam quebrar bem o P(3HB). Esses incluíram SMA-1, SMB-2, SMC-3, SMD-4 e SME-5. SMB-2 foi o melhor desse grupo, enquanto SMC-3 foi o menos eficaz. Os pesquisadores continuaram estudando essas cinco isolados pra entender suas capacidades de produzir enzimas e crescer.
Identificando Bactérias Que Quebram P(3HB)
Pra identificar essas bactérias, os cientistas observaram o tamanho e a forma delas sob um microscópio e também fizeram testes de coloração. Com um microscópio eletrônico de alta potência, eles notaram que todos os isolados eram em formato de bastonete. Quatro isolados eram geralmente redondos e off-white, enquanto um era enrugado.
Pra analisar mais as bactérias, os cientistas extraíram DNA das amostras e realizaram um processo pra copiar partes específicas do DNA. Depois que conseguiram o DNA copiado, mandaram pra sequenciamento pra aprender mais sobre sua composição genética. Essas informações foram comparadas com um grande banco de dados pra descobrir qual bactérias conhecidas eram mais parecidas.
Os resultados indicaram que todos os cinco isolados eram bem semelhantes a um tipo de bactéria chamada Comamonas testosteroni, que é conhecida por quebrar plásticos.
Crescimento e Atividade Enzimática das Bactérias
O estudo também observou como essas bactérias cresceram ao longo do tempo. O nível mais alto de crescimento foi visto após 24 horas, e depois o crescimento começou a cair. Entre os isolados, SMA-1 mostrou o melhor crescimento, enquanto SMC-3 teve o menor.
Os pesquisadores mediram a atividade da enzima que quebra o P(3HB). Eles descobriram que as bactérias produziram mais enzimas após 72 horas de crescimento, o que condiz com estudos anteriores. Porém, diferente de alguns relatos que sugerem que a atividade enzimática diminui com o tempo, esse estudo achou que a atividade permaneceu relativamente estável mesmo após períodos de incubação mais longos.
Conclusão
Os resultados dessa pesquisa indicam que bactérias que degradam P(3HB) podem ser encontradas em muitos lugares em Penang, Malásia. A maioria das bactérias identificadas pertence a um grupo comum, ainda que com pequenas diferenças em suas características. Embora essas descobertas sejam promissoras, o estudo teve um tamanho de amostra pequeno. Pesquisas futuras com mais amostras poderiam oferecer melhores insights sobre as características e funções de microorganismos que quebram P(3HB). Isso poderia ajudar a melhorar a compreensão de como gerenciar resíduos plásticos de maneira eficaz usando processos naturais.
Título: Isolation and Identification of P(3HB)-Degrading Bacteria from Malaysian Environment
Resumo: The aim of this study was to identify Poly(3-hydroxybutyrate) [P(3HB)] degrading bacterial strains in Penang Malaysia. Samples were collected from various locations in Penang. Five isolates (SMA-1, SMB-2, SMC-3, SMD-4, and SME-5) with highest P(3HB) degradation indices were isolated through meticulous screening. These gram-negative bacilli were characterized first morphologically and then through scanning electron microscopy. Growth profiles of the isolates revealed that at 24 hrs, SME-5 showed the highest growth rate. Maximum depolymerase enzyme activity for all five isolates was observed after 72 hrs. 16S rDNA sequencing identified all isolates as Comamonas testosteroni. This study provides insights into the growth characteristics and extracellular depolymerase activity of P(3HB)-degrading bacteria isolated from the Malaysian environment. It highlights the potential of Comamonas testosteroni strains as P(3HB) bioplastic degraders in diverse habitats.
Autores: Umber Zahra, A. A, A. Nawaz, H. Mukhtar
Última atualização: 2024-10-19 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.18.619168
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.18.619168.full.pdf
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