Las algas como biocatalizadores vivos para una industria verde
El descubrimiento podría conducir a una mayor protección del medio ambiente en la industria química
Muchas de las sustancias que usamos a diario sólo funcionan en la estructura tridimensional correcta. Las enzimas naturales podrían producirlas de una forma ecológica, si no necesitaran un co-sustrato que es caro de producir hasta la fecha. Un equipo de investigación de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) ha descubierto exactamente las enzimas necesarias en las algas verdes unicelulares. Mejor aún: las algas vivas pueden ser usadas como biocatalizadores para ciertas sustancias, y traen consigo el co-sustrato, produciéndolo de una manera amigable con el medio ambiente a través de la fotosíntesis.
Las algas tienen un gran potencial para la producción de energía respetuosa con el medio ambiente.
© RUB, Marquard
Es una cuestión de estructura 3D
Muchas sustancias químicas de los cosméticos, alimentos o medicamentos pueden asumir estructuras tridimensionales ligeramente diferentes, y sólo una de ellas genera la fragancia o el efecto médico deseados. La producción química de las sustancias adecuadas no suele ser respetuosa con el medio ambiente, ya que requiere altas temperaturas o disolventes especiales. Sin embargo, en la naturaleza existen ciertas proteínas que producen el producto requerido a temperaturas suaves y en el agua. En el proceso, a menudo generan exactamente la estructura tridimensional de la sustancia que necesita la industria.
Las viejas enzimas amarillas requieren un aditivo caro
Estas llamadas viejas enzimas amarillas, OYE para abreviar, deben su nombre a su color amarillo natural. Se encuentran en bacterias, hongos y plantas, están en parte bien estudiadas y ofrecen un potencial considerable para una economía basada en la biotecnología. Sin embargo, tienen una desventaja: para llevar a cabo su reacción, necesitan el co-sustrato NADPH (fosfato dinucleótido de nicotinamida adenina). En las células vivas, esta pequeña molécula se genera a través de procesos metabólicos, mientras que su producción química es muy costosa; como resultado, se frustra el uso comercial de las ERO.
OYE de algas verdes unicelulares: ¿dos pájaros de un tiro?
El equipo de investigación de Bochum ha descubierto varias EOE en algas verdes unicelulares. "Para una amplia aplicación, la industria necesita OYEs que también puedan producir moléculas inusuales", explica el Profesor Thomas Happe, Jefe del grupo de investigación de Fotobiotecnología en RUB. "Las algas poseen vías metabólicas muy complejas y por lo tanto son fuentes ideales para nuevos biocatalizadores". Los investigadores analizaron las ERO de las algas en el tubo de ensayo y demostraron que son capaces de convertir muchas sustancias comercialmente viables. "Lo emocionante es que las algas vivas también pueden llevar a cabo las reacciones necesarias en la industria", señala la estudiante de doctorado Stefanie Böhmer, autora principal del estudio. "Dado que las algas producen NADPH mediante la fotosíntesis, es decir, con la luz del sol, el co-sustrato de las ERO se suministra de forma ecológica y rentable".
Una colaboración prometedora
Los autores señalan que el estudio demuestra la importancia de la colaboración entre investigadores de diferentes disciplinas, y que la industria puede ser un socio valioso que inicia la investigación básica. Cuatro investigadores del Grupo de Formación de Investigadores "Micon - Conversión de sustrato microbiano", financiado por la Fundación Alemana de Investigación, aportaron sus conocimientos al estudio. El proyecto fue idea de Solarbioproducts Ruhr, una empresa derivada establecida por Wirtschaftsförderungsgesellschaft Herne y Thomas Happe con el fin de desarrollar conceptos para biotecnologías de algas respetuosas con el medio ambiente. "Hemos dado un gran paso hacia una industria ecológica", concluye Happe. "Esto no habría sido posible sin la colaboración".
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