Anne Sawyer ha adquirido nuevos conocimientos sobre la maquinaria proteica de las algas verdes. Crédito:RUB, Kramer
Investigadores de la Ruhr-Universität Bochum han analizado cómo las algas verdes fabrican componentes complejos de una enzima productora de hidrógeno. La enzima conocida como hidrogenasa, puede ser relevante para la producción biotecnológica de hidrógeno.
Hasta la fecha, Se sabe poco sobre la forma en que los organismos forman este tipo de hidrogenasas en condiciones naturales. Usando métodos novedosos de biología sintética, el equipo que rodea a la Dra. Anne Sawyer, Estudiante de doctorado Yu Bai, la profesora asistente Dra.Anja Hemschemeier y el Prof. Dr. Thomas Happe del grupo de investigación Photobiotechnology, con sede en Bochum, descubrió que se requiere una maquinaria de proteína específica en los cloroplastos de algas verdes para la producción de una hidrogenasa funcional. Los investigadores publicaron sus hallazgos en El diario de la planta .
Estructura compleja
El equipo trabajó con el alga unicelular Chlamydomonas reinhardtii. Estos organismos tienen una maquinaria proteica específica en diferentes regiones de las células que ensambla enzimas, p. Ej. en los cloroplastos conductores de la fotosíntesis y en el fluido celular, es decir, el citoplasma.
Una enzima que requiere tal ensamblaje es la enzima HYDA1, que contiene un cofactor complejo, que es el área dentro de la enzima donde tiene lugar la producción real de hidrógeno. El cofactor consta de un grupo de cuatro átomos de hierro y cuatro de azufre; una configuración que se encuentra con frecuencia en las enzimas. Lo que es inusual, sin embargo, es que un segundo grupo de dos átomos de hierro adicionales se une a él para la catálisis de hidrógeno.
Thomas Happe y Anne Sawyer. Crédito:RUB, Kramer
Se necesita maquinaria especial para proteínas
Happe, Sawyer y sus colegas intentaron identificar los elementos necesarios para producir el cofactor en la célula viva. Introdujeron precursores de hidrogenasa en diferentes regiones de la célula de alga verde, es decir, en el cloroplasto y el citoplasma. La maquinaria proteica del cloroplasto era la única capaz de ensamblar una hidrogenasa funcional. La maquinaria del citoplasma no pudo producir el cofactor complejo.
Enzima bacteriana en algas verdes
En una prueba posterior, los investigadores implantaron el modelo de una hidrogenasa bacteriana en el genoma de las algas verdes. Chlamydomonas reinhardtii lo usó para producir una enzima funcional que generaba hidrógeno de manera eficiente.
"Según estos hallazgos, podemos desarrollar métodos biotecnológicos, para lograr una producción eficiente de hidrógeno en las algas verdes, ", dice Happe." Ahora sabemos que la maquinaria que ensambla las enzimas en los cloroplastos es única e insustituible ".
