Una nueva investigación de la Universidad de Kyushu en Japón podría algún día ayudar a proporcionar a los humanos que viven lejos de la Tierra algunos de los nutrientes que necesitan para sobrevivir en el espacio o incluso dar pistas sobre cómo comenzó la vida.

Investigadores del Instituto Internacional para la Investigación de Energía Neutral en Carbono informaron sobre un nuevo proceso que usa electricidad para impulsar la síntesis eficiente de aminoácidos. abriendo la puerta a una producción más simple y con menos recursos intensivos de estos componentes clave de por vida.

Además de ser los componentes básicos de las proteínas, Los aminoácidos también están involucrados en varios materiales funcionales, como los aditivos alimentarios, potenciadores del sabor, y productos farmacéuticos.

Sin embargo, La mayoría de los métodos actuales para producir aminoácidos artificialmente se basan en la fermentación mediante microbios. un proceso que requiere mucho tiempo y recursos, lo que hace que sea poco práctico para la producción de estos nutrientes vitales en condiciones de espacio y recursos limitados.

Por lo tanto, Los investigadores han estado buscando métodos de producción eficientes impulsados ​​por electricidad, que se puede generar a partir de fuentes renovables, pero los esfuerzos realizados hasta ahora han utilizado electrodos de plomo o mercurio tóxicos o platino caro y han dado como resultado una baja eficiencia y selectividad.

Takashi Fukushima y Miho Yamauchi ahora informan en Comunicaciones químicas que lograron sintetizar de manera eficiente varios tipos de aminoácidos utilizando materiales abundantes.

"La reacción general es simple, pero necesitábamos la combinación correcta de materiales de partida y catalizador para que realmente funcionara sin depender de materiales raros, "dice Yamauchi.

Los investigadores se decidieron por una combinación de dióxido de titanio como electrocatalizador y un ácido orgánico llamado alfa-cetoácido como material fuente clave. El dióxido de titanio está disponible en abundancia en la Tierra, y el alfa-cetoácido se puede extraer fácilmente de la biomasa leñosa.

Colocando el alfa-cetoácido y una fuente de nitrógeno, como amoniaco o hidroxilamina, en una solución a base de agua y haciendo pasar electricidad a través de ella utilizando dos electrodos, uno de los cuales era dióxido de titanio, condujo a la síntesis de siete aminoácidos:alanina, glicina ácido aspártico, ácido glutamico, leucina fenilalanina, y tirosina, con alta eficiencia y alta selectividad incluso en condiciones suaves.

Hidrógeno, que también se necesita como parte de la reacción, se generó durante el proceso como resultado natural del funcionamiento de la electricidad entre electrodos en el agua.

Además de demostrar la reacción, Los investigadores también construyeron un reactor de flujo que puede sintetizar electroquímicamente los aminoácidos de forma continua, indicando las posibilidades de aumentar la producción en el futuro.

"Esperamos que nuestro enfoque proporcione pistas útiles para la futura construcción de ciclos artificiales de carbono y nitrógeno en el espacio, "comenta Yamauchi.

"También se cree que los procesos electroquímicos han jugado un papel en el origen de la vida al producir sustancias químicas fundamentales para la vida a través de vías no biológicas, por lo que nuestros hallazgos también pueden contribuir a esclarecer el misterio de la creación de la vida, " ella agrega.