Traducción libre y redacción por: Dra. Franyi Sarmiento, Ph.D., Inspenet, 21 de marzo 2022.
Un equipo de científicos de la Universidad Northwestern, han descubierto estructuras clave que pueden impulsar el proceso que realizan las bacterias metanotróficas para convertir el gas de efecto invernadero en combustible utilizable.
Sus hallazgos, podrían conducir al desarrollo de catalizadores biológicos hechos por humanos que convierten el gas metano en metanol.
“El metano tiene un enlace muy fuerte, por lo que es bastante notable que haya una enzima que pueda hacer esto”, dijo Amy Rosenzweig de la Universidad de Northwestern, autora principal del artículo. “Si no entendemos exactamente cómo la enzima realiza esta reacción química, no podremos diseñarla y optimizarla para aplicaciones biotecnológicas”.
La enzima, llamada metano monooxigenasa particulada (pMMO), es una proteína particularmente difícil de estudiar porque está incrustada en la membrana celular de la bacteria.
Por lo general, cuando los investigadores estudian estas bacterias metanotróficas, utilizan un proceso en el que las proteínas se arrancan de las membranas celulares con una solución de detergente. Si bien este procedimiento aísla efectivamente la enzima, también elimina toda la actividad enzimática y limita la cantidad de información que los investigadores pueden recopilar, como monitorear un corazón sin los latidos del corazón.
En este estudio, el equipo utilizó una técnica completamente nueva. Christopher Koo, usó lípidos de la bacteria para formar una membrana dentro de una partícula protectora llamada nanodisco y luego incrustó la enzima en esa membrana. Utilizando microscopía crioelectrónica (crio-EM), pudieron visualizar la estructura atómica de la enzima activa en alta resolución por primera vez.
A continuación, el equipo planea estudiar la enzima directamente dentro de la célula bacteriana utilizando una técnica de imagen de vanguardia llamada tomografía crioelectrónica (crio-ET). Si tiene éxito, los investigadores podrán ver exactamente cómo se organiza la enzima en la membrana celular, determinar cómo funciona en su entorno verdaderamente nativo y aprender si otras proteínas alrededor de la enzima interactúan con ella. Estos descubrimientos proporcionarían un eslabón perdido clave para los ingenieros.
“Si desea optimizar la enzima para conectarla a las vías de biofabricación o consumir contaminantes distintos al metano, entonces necesitamos saber cómo se ve en su entorno nativo y dónde se une el metano”, dijo Rosenzweig. “Podría usar bacterias con una enzima diseñada para recolectar metano de los sitios de fracking o para limpiar derrames de petróleo”.
El estudio, “Recuperación de la estructura y actividad de la metano monooxigenasa particulada en una bicapa lipídica”, fue publicado en la revista Science en: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm3282.
Fuente y gráfico interno:https://news.northwestern.edu/stories/2022/03/methane-converting-bacteria/
Cargando...
