Composición antiincrustación.

Una composición antiincrustación que comprende

(i) un material de recubrimiento de superficie

(ii) una primera enzima y un primer sustrato,

en el que dicho sustrato es un oligómero o un polímero de un segundo sustrato, siendo dicho segundo sustrato un sustrato para una enzima oxidativa, y en donde dicha dicha primera enzima es capaz de generar dicho segundo sustrato a partir de dicho primer sustrato; y

(iii) una segunda enzima, en donde dicha segunda enzima es una oxidasa; y en donde dicha segunda enzima genera una composición antiincrustación cuando actúa sobre dicho segundo sustrato.

Composicion antiincrustacion.

La presente invencion se refiere a una composicion antiincrustacion. En particular, la presente invencion se refiere a una composicion antiincrustacion que comprende una enzima capaz de producir un compuesto que tiene un efecto antiincrustacion.

Como se discute en la patente de EEUU A-5071479 se necesitan biocidas en ambientes muy diferentes, tales como agentes antihongos en pinturas de casas, algicidas en agua dulce, y agentes antiincrustacion en estructuras marinas expuestas a la flora y fauna del agua del mar. Como se sabe, pueden crecer mohos o hongos sobre pinturas de casas o similares, y utilizan el medio pintura como un nutriente, o en algunos casos, el sustrato inferior, tal como la madera, como nutriente. Por razones obvias, esto puede causar a la superficie pintada un deterioro en la apariencia de la superficie pintada. Se puede incorporar un biocida a la pintura y cuando el micelio o cuerpos fructiferos del hongo contactan o penetran la pelicula de pintura y asi, a traves del contacto intimo con el biocida en la pelicula, los hongos se destruyen. En torres de enfriamiento que utilizan agua dulce, se puede desarrollar verdin, mohos y algas si no estan presentes compuestos eficaces para combatir su crecimiento.

Como se discute en la patente de EEUU A-5071479 el crecimiento de organismos marinos sobre las partes sumergidas del casco de un barco es un problema particular. Tal crecimiento incrementa la resistencia de rozamiento del casco al paso del agua, llevando a un incremento del consumo de combustible y/o a una reduccion de la velocidad del barco. El crecimiento marino se acumula tan rapidamente que la solucion de limpiar y repintar que se hace en dique seco generalmente se considera demasiado cara. Una alternativa que se ha practicado con eficacia incrementada con el paso de los afos, es limitar la cantidad de incrustacion mediante la aplicacion en el casco de una pintura de recubrimiento que incorpora agentes antiincrustacion. Los agentes antiincrustacion son biocidas que se liberan de la superficie de la pintura durante un periodo de tiempo a una concentracion letal para organismos marinos en la superficie del casco. La pintura antiincrustacion falla solo cuando la concentracion de biocida disponible en la pintura superficial cae por debajo de la concentracion letal y con las pinturas modernas se puede esperar una vida util de hasta dos afos.

Un biocida usado muy ampliamente, en particular en agentes antiincrustantes marinos, es tributil estafo (TBT) . Sin embargo, hay una preocupacion creciente sobre los efectos medioambientales causados por biocidas de estafo organicos a sus niveles comerciales actuales como un ingrediente activo antiincrustacion en composiciones de recubrimiento para aplicaciones acuaticas (marinas) . Se ha mostrado que, debido al amplio uso de compuestos de tipo tributil estafo en particular, a concentraciones tan altas como 20% en peso en pinturas para fondo de barcos, la contaminacion del agua de alrededor debido a lixiviacion ha alcanzado tal nivel que causa la degradacion de mejillones y organismos de concha. Estos efectos se han detectado a lo largo de la costa de la Bretafa francesa y un efecto similar se ha confirmado en aguas EEUU y Extremo Oriente. Segun la normativa de restriccion mas reciente, con excepciones limitadas, los barcos de recreo de hasta 25 metros de longitud ya no se les permite usar pintura antiincrustacion que contiene niveles altos de compuestos de tributil estafo.

Las investigaciones han mostrado que siempre que la velocidad de lixiviado del estafo se pueda mantener a o por debajo de 4 Ig/cm2 por dia, parece que la vida acuatica no se ve afectada a largo plazo. Sin embargo, tambien se ha encontrado que para ser eficaz en el control de algas marinas, asi como con organismos marinos mas desarrollados, desde la superficie pintada del fondo de los barcos, se requiere una cierta velocidad minima de lixiviacion de estafo de aproximadamente 9 a 16 Ig/cm2/dia. Normalmente, esta velocidad de lixiviado mas alta se logra con una concentracion del compuesto tributil estafo de aproximadamente 15% a 20% en peso de pintura.

En vista de la eficacia de TBT las autoridades reguladoras han acordado con reticencia que siempre que no haya un sustituto adecuado de los ingredientes de estafo activos de antiincrustacion organica, los barcos grandes, es decir los que tienen una longitud mayor de 25 metros, aun se les permite usar tales compuestos para minimizar la incrustacion. Por tanto hay un deseo de proporcionar biocidas alternativos a los compuestos con base TBT.

La patente de EEUU A-4297137 describe que los efectos de una composicion antiincrustacion se pueden prolongar mediante la moderacion de la liberacion de los constituyentes antiincrustacion. Este documento describe pinturas antiincrustacion que comprenden al menos una sustancia toxica para organismos marinos que esta incorporada uniformemente en una matriz solida discontinua que es insoluble en agua de mar y esta dispersa en la pintura. La matriz esta formada al menos parcialmente a partir de al menos una sustancia que se vuelve soluble en agua de mar bajo la accion de enzimas liberadas por los organismos marinos que hay que inhibir y/o mediante la pelicula bacteriana en contacto con la pintura. Asi cuando el organismo marino se asocia con la superficie pintada, la sustancia toxica se libera y los organismos se inhiben. Al igual que las descripciones de tecnicas anteriores, las sustancias toxicas previstas en la patente de EEUU A-4297137 solo incluyen los compuestos con base de cobre y estafo muy conocidos, tal como TBT.

Abarzua et al., Mar. Ecol. Prog. Ser., vol. 123:301-312, 1995 "Biotechnological investigation for the prevention of biofouling. L Biological and biochemical principles for the prevention of biofoulding" proponen la extraccion de agentes biogenicos que tienen propiedades antibacterianas, antialgas, antiprotozoos y anti macroincrustacion a partir de algas e invertebrados marinos. Se propone que se pueda determinar la estructura de los agentes extraidos, posteriormente sintetizada y se use el agente sintetizado para evitar la bioincrustacion. No se proporciona metodo de extraccion o de sintesis.

La patente EP A-0866103 describe un metodo para controlar la liberacion de compuestos que tienen actividad antimicrobiana y composiciones de recubrimiento que utilizan este sistema. El metodo comprende la incorporacion de una enzima y un sustrato en una matriz. La enzima actua en el sustrato para proporcionar un compuesto. En una realizacion prevista sobre el compuesto puede actuar posteriormente otra enzima. El sustrato y enzima (s) producen un compuesto que tiene actividad antimicrobiana.

La patente de EEUU A-5747078 esta relacionada con productos alimentarios. El documento muestra que la contaminacion microbiana de comidas y alimentos, que puede causar graves problemas de salud, se puede inhibir por una composicion que comprende un sistema lactoperoxidasa que mantiene una liberacion continua de peroxido de hidrogeno. Despues el peroxido de hidrogeno reacciona con tiocianato, catalizado por lactoperoxidasa, para producir hipotiocianato. El hipotiocianato despues puede actuar como un agente antimicrobiano. Este documento proporciona un antecedente que muestra el sistema enzimatico inmovilizado. El documento no habla sobre agentes antiincristacion o cualquier microorganismo que tenga propiedades incrustantes.

La presente invencion mitiga el problema de la tecnica previa.

En las reivindicaciones del apendice se definen aspectos de la presente invencion. Estos y otros aspectos preferentes se discuten a continuacion.

Se ha encontrado que la provision de un sistema integrado para la generacion de un compuesto antiincrustacion que utiliza una enzima a partir de un organismo marino proporciona un sistema estable que

tiene eficacia a largo plazo en ambientes sucios tales como ambientes marinos

requiere menos sustrato que sistemas de tecnicas previas para proporcionar un efecto antimicrobiano dado. Las enzimas a partir de organismos marinos, tal como hexosa oxidasa (HOX) de alga, tiene valores bajos Km para glucosa, concretamente 2, 7 mM. Este Km bajo significa que la enzima tiene una afinidad muy alta por la glucosa. Al contrario que enzimas no marinas tal como glucosa oxidasa (GOX) no marina puede tener un valor Km al menos 10 veces mas alto para glucosa. En otras palabras los sistemas enzimaticos previos tienen una afinidad mucho mas baja para glucosa que el de la presente invencion. En aplicaciones antiincrustacion, esto dara una diferencia significativa,... [Seguir leyendo]

1. Una composicion antiincrustacion que comprende

(i) un material de recubrimiento de superficie

(ii) una primera enzima y un primer sustrato, en el que dicho sustrato es un oligomero o un polimero de un segundo sustrato, siendo dicho segundo sustrato un sustrato para una enzima oxidativa, y en donde dicha dicha primera enzima es capaz de generar dicho segundo sustrato a partir de dicho primer sustrato; y

(iii) una segunda enzima, en donde dicha segunda enzima es una oxidasa; y en donde dicha segunda enzima genera una composicion antiincrustacion cuando actua sobre dicho segundo sustrato.

2. Una composicion segun la reivindicacion 1 en donde la segunda enzima se selecciona de glucosa oxidasa, L aminoacido oxidasa, D amino oxidasa, galactosa oxidasa, hexosa oxidasa, piranosa oxidasa, malato oxidasa, colesterol oxidasa, arilalcohol oxidasa, alcohol oxidasa, latosterol oxidasa, aspartato oxidasa, amino oxidasa, D glutamato oxidasa, etanolamina oxidasa, NADH oxidasa, urato oxidasa (uricasa) y sus mezclas.

3. Una composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde la enzima es hexosa oxidasa.

4. Una composicion segun la reivindicacion 3, en donde la hexosa oxidasa se obtiene por clonacion y expresion en organismos huesped recombinantes de un gen que codifica la proteina.

5. Una composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde el segundo sustrato es un azucar.

6. Una composicion segun la reivindicacion 4 en donde el azucar es glucosa.

7. Una composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde la primera enzima es amiloglucosidasa.

8. Una composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde el primer sustrato se selecciona de almidon, lactosa, celulosa, dextrosa, peptido, inulina, y sus mezclas.

9. Una composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde el primer sustrato es almidon.

10. Una composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde la composicion ademas comprende un ligante para inmovilizar al menos uno de los constituyentes de la composicion, preferentemente para inmovilizar la enzima.

11. Una composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde la composicion se formula como un recubrimiento, una laca, un tinte o un esmalte.

12. Una composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde la composicion ademas comprende un material de recubrimiento de superficie seleccionado de resinas de cloruro de polivinilo en un sistema con base de disolvente, cauchos clorados en un sistema con base de disolvente, resinas acrilicas y resinas de metacrilato en sistemas con base de disolvente o acuoso, sistemas copolimeros de cloruro de vinilo- acetato de vinilo como dispersiones acuosas o sistemas con base de disolvente, copolimeros de butadieno, cauchos butadieno-estireno, cauchos butadienoacrilonitrilo, cauchos butadieno-estireno-acrilonitrilo, aceites de secado aceite de lino, resinas alºid, asfalto, resinas epoxi, resinas de uretano, resinas de poliester, resinas fenolicas, sus derivados y mezclas.

13. Un recubrimiento que consiste en una composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

14. Un recubrimiento segun la reivindicacion 13 formulado para el tratamiento de una superficie seleccionada de madera de exteriores, superficies externas de un sistema de calentamiento central, y un casco de un barco marino.

15. Un agente antiincrustacion marino que consiste en una composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

16. Un agente antiincrustacion marino segun la reivindicacion 15 en el que el agente antiincrustacion es autopulible.

17. Un metodo para liberar un compuesto antiincrustacion de un revestimiento de superficie, metodo que comprende incorporar en un revestimiento de superficie:

(i) una primera enzima y un primer sustrato, en donde dicho sustrato es un oligomero o un polimero de un segundo sustrato, siendo dicho segundo sustrato un sustrato para una enzima oxidasa, y en donde dicha primera enzima general dicho segundo sustrato a partir de dicho primer sustrato;

(ii) una segunda enzima, en donde dicha segunda enzima es una oxidasa; y en donde dicha segunda enzima genera un compuesto antiincrustacion al actuar sobre dicho segundo sustrato.

Actividad como una funcion de la temperatura.

Temperatura, °C

Figura 1