Os **polihidroxibutiratos** (**PHB**) son polihidroxialcanoatos (PHA), polímeros que pertencen á clase dos poliésteres, que son de interese por seren plásticos bioderivados e biodegradables. Algúns microorganismos producen PHB e almacénano como fonte de carbono e enerxía. O poli-3-hidroxibutirato (P3HB ou poli-beta-hidroxibutirato) é unha forma de PHB, que probablemente é o tipo máis común de polihidroxialcanoato, pero outros polímeros desta clase son producidos por diversos organismos, como o poli-4-hidroxibutirato (P4HB), o polihidroxivalerato (PHV), o polihidroxihexanoato (PHH), o polihidroxioctanoato (PHO) e os seus copolímeros.

Pode utilizarse tamén a fermentación para producir o alcohol necesario para producir o plástico, aínda que esta fonte renovable de enerxía é cara e non se utiliza comercialmente.

Biosíntese en bacterias
-----------------------

Diversos microorganismos bacterianos e arqueanos producen PHB (por exemplo *Cupriavidus metallidurans* , *Methylobacterium rhodesianum* ou *Bacillus megaterium*) aparentemente en resposta a condicións de estrés fisiolóxico. O polímero é principalmente un produto da asimilación do carbono (a partir de glicosa ou amidón) e os microorganismos emprégano como unha forma de almacenar enerxía, que pode ser metabolizada cando outras fontes de enerxía escaseen.

A biosíntese microbiana de PHB empeza coa condensación de dúas moléculas de acetil-CoA para formar acetoacetil-CoA, o cal seguidamente se reduce a hidroxibutiril-CoA. Este último utilízase como monómero para polimerizar o PHB. Os monómeros únense por enlace éster, formando os polímeros. A lonxitude destes polímeros varía desde 4 unidades a 18, segundo a especie. Os polímeros agréganse formando gránulos. Os gránulos poden ser recuperados rompendo as células por distintos métodos.

Estrutura do poli-(R)-3-hidroxibutirato (P3HB), un polihidroxialcanoato.
Estruturas químicas do P3HB, PHV e o seu copolímero PHBV.

Polímero termoplástico
----------------------

A maioría dos plásticos comerciais son polímeros sintéticos derivados petroquímicos. Adoitan ser resistentes á biodegradación. Os plásticos derivados do PHB son interesantes porque son compostables e derivados de fontes renovables e son biodegradables.

A compañía ICI desenvolveu un material para probar a súa produción nunha planta piloto na década de 1980, pero decaeu o interese cando quedou claro que o custo do material era demasiado alto, e as súas propiedades non eran comparables ás do polipropileno.

En 1996 Monsanto (que vendía o PHB como copolímero con PHV co nome comercial Biopol) mercou todas as patentes a ICI/Zeneca. Despois Monsanto vendeu os dereitos á compañía Metabolix en 2001 e os fermentadores de Monsanto que producían PHB a partir de bacterias foron pechados en 2004. Monsanto empezou a orientar a produción de PHB a partir de plantas en vez de bacterias.

En 2005, a compañía norteamericana Metabolix, recibiu un premio presidencial (*Presidential Green Chemistry Challenge Award*) polo seu desenvolvemento e comercialización dun método rendible de fabricar PHAs en xeral, incluíndo o PHB.

Biopol utilízase actualmente na industria médica para fabricar suturas internas. Non é tóxico e é biodegradable.

Propiedades dos PHB
-------------------

* Insoluble en auga e relativamente resistente á degradación hidrolítica. Isto diferenza o PHB da maioría dos outros plásticos biodegradables actualmente dispoñibles, que son solubles en auga ou sensibles á humidade.
* Boa permeabilidade ao oxíxeno.
* Boa resistencia á luz ultravioleta pero pouca resistencia a ácidos e bases.
* Soluble en cloroformo e outros hidrocarburos clorados.
* Biocompatible e, por tanto, adecuado para aplicacións médicas.
* Punto de fusión de 175 °C, e temperatura de transición vítrea de 2 °C.
* Resistencia á tensión de 40 MPa, próxima á do polipropileno.
* Afúndese en auga (ao contrario que o propileno, que flota), facilitando a súa degradación anaeróbica nos sedimentos.
* Non é tóxico.
* Menos "pegañento" cando se funde, o que fai que sexa un material potencialmente bo para a fabricación de roupa no futuro.

Historia
--------

O polihidroxibutirato foi illado por primeira vez e caracterizado en 1925 polo microbiólogo francés Maurice Lemoigne.

Biodegradación
--------------

O PHB é biodegradable. As bacterias Firmicutes e as Proteobacteria poden degradalo. Especies dos xéneros *Bacillus*, *Pseudomonas* e *Streptomyces* poden degradar PHB. Especies de bacterias como *Pseudomonas lemoigne*, *Comamonas sp.*, *Acidovorax faecalis*, *Variovorax paradoxus* e o fungo *Aspergillus fumigatus* son microbios presentes no solo con capacidade para degradalo. Outras especies son *Alcaligenes faecalis*, especies de *Pseudomonas*, e *Illyobacter delafieldi*, que poden obterse de lodos anaeróbicos, e *Comamonas testosterone* e *Pseudomonas stutzeri*, que viven no mar. Poucos destes organismos poden facer a degradación a altas temperaturas, pero si algúns *Streptomyces sp.* termófilos e unha cepa termófila de *Aspergillus sp.*

Notas
-----

1. ↑  Frieder W. Lichtenthaler "Carbohydrates as Organic Raw Materials" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2010, Wiley-VCH, Weinheim. doi 10.1002/14356007.n05\_n07 10.1002/14356007.n05\_n07
2. ↑  Resumo do premio polos PHAsde EPA.gov.Retrieved July 04,2012.
3. ↑  antes chamada *Ralstonia metallidurans* e antes *Ralstonia eutropha* e *Alcaligenes eutrophus*
4. ↑  Ackermann, Jörg-uwe; Müller, Susann; Lösche, Andreas; Bley, Thomas; Babel, wolfgang (1995). "Methylobacterium rhodesianum cells tend to double the DNA content under growth limitations and accumulate PHB". *Journal of Biotechnology* **39** (1): 9–20. ISSN 0168-1656. doi:10.1016/0168-1656(94)00138-3.
5. ↑  Steinbüchel, Alexander (2002). *Biopolymers, 10 Volumes with Index*. Wiley-VCH. ISBN 3-527-30290-5.
6. ↑  M. T. Madigan, J. M. Martinko, J. Parker. Brock - Biología de los Microorganismos. 10ª edición. Pearson-Prentice Hall. Páxina 92. ISBN 84-205-3679-2.
7. ↑  Jacquel, N.; et al. (2008). "Isolation and purification of bacterial poly(3-hydroxyalkanoates)". *Biochem. Eng. J.* **39** (1): 15–27. doi:10.1016/j.bej.2007.11.029.
8. ↑  "METABOLIX PURCHASES BIOPOL ASSETS FROM MONSANTO". Arquivado dende o orixinal o 04 de febreiro de 2007. Consultado o February 17, 2007.
9. ↑  Poirier, Y; Somerville C; Schechtman LA; Satkowski MM; Noda I. (1995). "Synthesis of high-molecular-weight poly([R]-(-)-3-hydroxybutyrate) in transgenic Arabidopsis thaliana plant cells". *Int. J. Biol. Macromol.* **17** (1): 7–12. PMID 7772565. doi:10.1016/0141-8130(95)93511-U.
10. ↑  "Plastics You Could Eat". Consultado o November 17, 2005.
11. ↑  Jacquel, N.; et al. (2007). "Solubility of polyhydroxyalkanoates by experiment and thermodynamic correlations". *AlChE J.* **53** (10): 2704–2714. doi:10.1002/aic.11274.
12. ↑  Lemoigne, M. (1926) Produits de dehydration et de polymerisation de l’acide ß-oxobutyrique. Bull. Soc. Chim. Biol. 8, 770–782.
13. ↑  Yutaka Tokiwa; Buenaventurada P. Calabia; Charles U. Ugwu; Seiichi Aiba (September 2009). "Biodegradability of Plastics". *International Journal of Molecular Science* **9**: 3722–3742.

Véxase tamén
------------

### Ligazóns externas

* Premio polos PHAs

|  |  |
| --- | --- |
| Control de autoridades | 
* Wd: Q424469
* GND: 4175210-7
* MAG: 2780849362

 |

|  |  |
| --- | --- |
| Identificadores | 
* CAS: 26063-00-3
* ChEBI: 53388
* MeSH: D000094122
* MeSH: D05.750.078.789.500

 |