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Proteome analysis during polystyrene microplastic biodegradation in filamentous fungi
Summary
This proteome analysis study examined protein expression changes in filamentous fungi during polystyrene microplastic biodegradation, identifying upregulated enzymes and metabolic pathways involved in PS polymer breakdown that could inform biotechnology-based plastic degradation strategies.
A crescente contaminação ambiental por microplásticos, especialmente poliestireno (PS), representa um desafio global devido à sua persistência, baixa taxa de degradação e acúmulo em ecossistemas. Esses resíduos têm sido detectados em solos, corpos d’água e até organismos vivos, levantando preocupações sobre seus impactos ecológicos e à saúde humana. Frente à limitada eficiência dos métodos físicos e químicos tradicionais para eliminar esses poluentes, a biodegradação por fungos filamentosos surge como uma alternativa promissora. O presente estudo investigou o potencial de biodegradação de microplásticos de poliestireno pelo fungo Aspergillus tubingensis, por meio de análises proteômica e Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) ao longo de 35 dias. As análises identificaram variações significativas na expressão de proteínas intracelulares entre os grupos controle e experimental, especialmente enzimas envolvidas em processos oxidativos, hidrolíticos e de detoxificação, como peroxidases, esterases, lipases, glutationa S-transferases e superóxido dismutase. As respostas metabólicas foram temporais, com pico de atividade nas fases intermediárias (dias 21 e 28), seguidas por uma estabilização no perfil proteômico no dia 35. As alterações estruturais do PS, evidenciadas por FTIR, reforçaram a ocorrência de oxidação superficial do polímero. Embora não tenha havido aumento significativo de biomassa, observou-se forte adesão do micélio ao plástico e resposta enzimática compatível com processos de biofragmentação. A ontologia gênica revelou processos biológicos ligados à síntese proteica, metabolismo secundário, resposta ao estresse e transporte ativo, especialmente no grupo experimental. Os achados indicam que A. tubingensis apresenta plasticidade metabólica e capacidade de modular seu proteoma frente à presença de poliestireno, sugerindo seu potencial para futuras estratégias de biorremediação de microplásticos no ambiente.
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