Avance en la investigación del metano: ¡Cómo los microbios pueden salvar nuestro clima!

Avance en la investigación del metano: ¡Cómo los microbios pueden salvar nuestro clima!

Investigadores del Centro de Microbiología Sintética (SYNMIKRO) de la Universidad Philipps de Marburg y de la Universidad Técnica de Berlín han logrado avances significativos en la comprensión de la metil-coenzima M reductasa (MCR). Esta enzima juega un papel esencial en la producción biológica de metano y es una de las enzimas más abundantes en la Tierra. Los resultados de esta investigación se publicaron en la reconocida revista Nature y muestran una notable conexión evolutiva con los procesos de fijación de nitrógeno que son fundamentales para el ciclo global del nitrógeno, a medida que los microorganismos absorben y convierten el nitrógeno del aire. Alto Universidad Técnica de Berlín Este avance es crucial para abordar mejor los desafíos en el sector energético y el cambio climático.

El Dr. Christian Lorent, coautor del estudio, destaca que las arqueas metanogénicas producen anualmente hasta mil millones de toneladas de metano. Estas emisiones contribuyen al calentamiento global, pero también ofrecen potencial como fuente de energía renovable. MCR es responsable de producir metano en un proceso bioquímico complejo, y el equipo de investigación aisló y caracterizó el complejo de activación de MCR de Methanococcus maripaludis. También identificó una influencia significativa de una pequeña proteína llamada McrC, que activa MCR en un proceso dependiente de ATP. Este descubrimiento profundiza nuestra comprensión de los mecanismos moleculares que subyacen a la producción de metano.

El papel de MCR en la metanogénesis.

MCR cataliza el paso final de la metanogénesis y también juega un papel crucial en la oxidación anaeróbica del metano. La estructura de MCR incluye un tetrahidrocorfinoide de níquel único, también conocido como coenzima F430, y varias modificaciones postraduccionales (PTM) inusuales. Estas modificaciones son cruciales para la función de la enzima, que se presenta en las arqueas metanogénicas como dos isoenzimas (MCRI y MCRII). Se identificó un nuevo tipo, MCRIII, en Methanococcales. Sin embargo, hasta la fecha se han realizado pocos estudios sobre estas modificaciones. Destacado en una descripción general completa del conocimiento actual de MCR y sus PTM. PMCID que se necesitan investigaciones futuras para comprender mejor las funciones de los PTM y su influencia en la actividad y estabilidad de los MCR.

El sitio activo de MCR contiene coenzima F430, cuyo ion níquel cataliza reacciones redox necesarias en el estado de oxidación Ni(1+). Los mecanismos de reacción en el sitio activo involucran dos sustratos y producen metano y otros productos, y se están investigando tres posibles mecanismos para esta reacción. Estos hallazgos son importantes no sólo para la investigación básica, sino también para el desarrollo de nuevas tecnologías para generar energía a partir de fuentes biológicas.

El descubrimiento de los tres complejos metálicos especializados necesarios para el mecanismo de activación de MCR muestra paralelos con los catalizadores encontrados en la nitrogenasa. La similitud entre estos sistemas sugiere que puede haber un origen evolutivo común, destacando la complejidad general y la adaptabilidad de los catalizadores biológicos. Por ello, el Dr. Lorent pide que se intensifique la investigación sobre catalizadores naturales para la producción de energía y la protección del clima.