La acetogénesis es un proceso mediante el cual se produce acetato por reducción de CO 2 o por reducción de ácidos orgánicos . [1]
Las diferentes especies bacterianas que son capaces de acetogénesis se denominan colectivamente acetógenos . La reducción de CO 2 a acetato por bacterias anaeróbicas se produce a través de la vía Wood-Ljungdahl y requiere una fuente de electrones (p. Ej., H 2 , CO , formiato , etc.). Algunos acetógenos pueden sintetizar acetato de forma autotrófica a partir de dióxido de carbono e hidrógeno gaseoso. [2] La reducción de ácidos orgánicos a acetato por bacterias anaeróbicas ocurre por fermentación .
Descubrimiento
En 1932, se descubrieron organismos que podían convertir gas hidrógeno y dióxido de carbono en ácido acético . La primera especie de bacteria acetogénica, Clostridium aceticum , fue descubierta en 1936 por Klaas Tammo Wieringa. Una segunda especie, Moorella thermoacetica , atrajo un gran interés cuando se aisló por primera vez debido a su capacidad para convertir la glucosa en tres moles de ácido acético. [3]
Bioquímica
El precursor del ácido acético es el tioéster acetil CoA . Los aspectos clave de la vía acetogénica son varias reacciones que incluyen la reducción de dióxido de carbono a monóxido de carbono y la unión del monóxido de carbono a un grupo metilo . El primer proceso está catalizado por unas enzimas llamadas monóxido de carbono deshidrogenasa . El acoplamiento del grupo metilo (proporcionado por metilcobalamina ) y el CO es catalizado por acetil CoA sintetasa. [4]
- 2 CO 2 + 4 H 2 → CH 3 COOH + 2H 2 O
Aplicaciones
El metabolismo único de los acetógenos tiene importancia en los usos biotecnológicos. En las fermentaciones de carbohidratos, las reacciones de descarboxilación involucradas dan como resultado la pérdida de carbono en dióxido de carbono . Esta pérdida es un problema con un mayor requisito de minimización de las emisiones de CO 2 , así como una competencia exitosa por los combustibles fósiles con una producción de biocombustible limitada por el valor monetario. Los acetógenos pueden fermentar la glucosa sin emisiones de CO 2 y convertirla en 3 acetatos, lo que teóricamente puede aumentar el rendimiento del producto en un 50%. La acetogénesis no reemplaza la glucólisis con una vía diferente, sino que se utiliza capturando CO 2 de la glucólisis y colocándolo a través de la acetogénesis. [5]
Referencias
- ^ Angelidaki I, Karakashev D, Batstone DJ, Plugge CM, Stams AJ (2011). "16. Biometanización y su potencial" . En Rosenzweig AC, Ragsdale SW (eds.). Métodos en enzimología . 494 . Prensa académica. págs. 327–351. doi : 10.1016 / B978-0-12-385112-3.00016-0 . ISBN 978-0-123-85112-3. PMID 21402222 .
- ^ Singleton P (2006). "Acetogénesis". Diccionario de microbiología y biología molecular (3ª ed.). Chichester: John Wiley. ISBN 978-0-470-03545-0.
- ^ Ragsdale SW, Pierce E (diciembre de 2008). "Acetogénesis y la vía Wood-Ljungdahl de fijación de CO (2)" . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteínas y proteómica . 1784 (12): 1873–98. doi : 10.1016 / j.bbapap.2008.08.012 . PMC 2646786 . PMID 18801467 .
- ^ Ragsdale SW (agosto de 2006). "Metales y sus andamios para promover reacciones enzimáticas difíciles". Revisiones químicas . 106 (8): 3317–37. doi : 10.1021 / cr0503153 . PMID 16895330 .
- ^ Schuchmann K, Müller V (julio de 2016). "Energética y Aplicación de Heterotrofia en Bacterias Acetogénicas" . Microbiología aplicada y ambiental . 82 (14): 4056–69. doi : 10.1128 / AEM.00882-16 . PMC 4959221 . PMID 27208103 .