Identificado un paso crucial en la conversión de biomasa en metano

Los investigadores encuentran el vínculo enzimático en la formación de metano a partir de ácidos grasos mediante la cooperación de microorganismos

05.10.2021 - Alemania

La producción microbiana de metano a partir de materia orgánica es un proceso esencial en el ciclo global del carbono y una importante fuente de energía renovable. Este proceso natural se basa en una interacción cooperativa entre distintos tipos de microorganismos: las bacterias fermentadoras y las arqueas productoras de metano. Las primeras convierten los llamados productos primarios de la fermentación procedentes de la descomposición de la biomasa, incluidos los ácidos grasos, en productos intermedios como el ácido acético, el formiato o el H2. Las arqueas especializadas pueden entonces formar metano a partir de ellos. La interacción sintrófica de las bacterias fermentadoras con las arqueas metanogénicas es crucial para la conversión globalmente relevante de la biomasa en metano. Sin embargo, los científicos aún no han podido aclarar cómo la oxidación de los ácidos grasos saturados puede acoplarse a la reducción termodinámicamente muy desfavorable del CO2 a metano y cómo dicho proceso puede permitir el crecimiento de ambos microorganismos implicados. Un equipo de investigación de la Universidad de Friburgo, la Universidad Técnica de Darmstadt y la Universidad de Berna (Suiza), dirigido por el Prof. Dr. Matthias Boll, del Instituto de Biología II de la Universidad de Friburgo, ha podido descubrir ahora un paso crucial en este proceso: han encontrado el eslabón enzimático que faltaba y su función, lo que hace que la formación de metano a partir de los ácidos grasos sea rastreable desde el punto de vista energético.

Estudio sobre la oxidorreductasa

Los científicos investigaron una oxidorreductasa unida a la membrana (EMO) de la bacteria fermentadora Syntrophus aciditrophicus, no caracterizada hasta ahora. Aportaron pruebas bioquímicas de que los cofactores hemo-b de esta oxidorreductasa unida a la membrana y una quinona modificada con potenciales redox perfectamente ajustados son los principales protagonistas de este proceso microbiano. Los análisis bioinformáticos también sugieren que estas oxidorreductasas están ampliamente distribuidas en procariotas, organismos como bacterias y arqueas cuyas células carecen de núcleo. "Los resultados no sólo cierran nuestra brecha de conocimiento sobre la conversión de biomasa en metano", explica Boll. "Además, podemos identificar a las EMO como componentes clave del metabolismo de los lípidos que hasta ahora se habían pasado por alto en la gran mayoría de todos los microorganismos".

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Publicación original

Agne, M., Estelmann, S., Seelmann, C. S., Kung, J., Wilkens, D., Koch, H.-G., van der Does, C., Albers, S., von Ballmoos, C., Simon, J., Boll, M.; "The missing enzymatic link in syntrophic methane formation from fatty acids"; Proceedings of the National Academy of Sciences; 2021

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