Los científicos han descubierto cómo el oxígeno frena la producción de hidrógeno de las algas verdes. Los resultados podrían ayudar a las personas que trabajan con los microorganismos para producir hidrógeno a partir de luz solar y agua.
Un equipo internacional de científicos de la Universidad de Oxford y las universidades en Alemania, informaron de sus resultados en dos artículos, uno en la OCCAR y uno en la revista PNAS, publicado esta semana.
Por años los científicos han estado interesados en hallar una forma de producir hidrógeno a partir de sólo la luz del sol y el agua para vehículos y otros dispositivos. Una opción es utilizar microorganismos fotosintéticos que son capaces de producir hidrógeno, así como el almidón. Las algas verdes son uno de los microorganismos que muchos han sugerido que podrían convertirse en fábricas vivientes de hidrógeno.
«El hidrógeno y la producción de la enzima se encuentra en las algas verdes, conocidas como una plancha de hierro-deshidrogenasa, se ha desarrollado una estructura que lo hace particularmente susceptibles a atacar las moléculas de oxígeno”, dijo el profesor Fraser Armstrong de la Universidad de Oxford Departamento de Química, el autor de ambos documentos. “Como el oxígeno es un importante subproducto del proceso de toma de hidrógeno fotosintético de estos organismos, la acumulación de oxígeno, que ataca rápidamente a la parte activa de la enzima, rápidamente lleva el proceso de toma de hidrógeno para que se ponga fin irreversible. Nuestro trabajo ha puesto de manifiesto el mecanismo de este proceso. “
El equipo utilizó métodos electroquímicos cinética para determinar el orden de los eventos en que el oxígeno ataca el sitio activo de una plancha de hierro-deshidrogenasa que se encuentra en las algas verdes Chlamydomonas reinhardtii. Ellos combinaron sus observaciones con los datos obtenidos de X-espectroscopía de absorción de los rayos. Mediante la medición de ondas en el espectro de energía de fotoelectrones de la enzima en el bombardeo de rayos-X fueron capaces de deducir la naturaleza de los daños causados a la parte activa tras el ataque por el oxígeno.
Sin embargo, mientras la investigación publicada en PNAS demuestra cuán destructivas de oxígeno e hidrógeno es la enzima de las algas verdes impulsando el proceso de adopción, la investigación del equipo informó en JACS la muestra de hidrogenasas similares producidos por otros microorganismos que poseen una mayor tolerancia al oxígeno, suficiente quizá para sobrevivir en la presencia de oxígeno liberado durante la producción de hidrógeno fotosintético.
Profesor Armstrong dijo: “Esto demuestra que, si bien es posible que han encontrado un importante obstáculo a lo largo de una ruta a la producción biológica de hidrógeno, este conocimiento podría ayudar a identificar nuevas rutas en la naturaleza podría sugerir una respuesta al problema del efecto destructivo del oxígeno en las enzimas de la producción de hidrógeno.
El equipo publicará próximamente los resultados de investigaciones similares en hidrogenasas de níquel-hierro, relacionadas con las enzimas que permiten que las algas azul-verdes produzcan hidrógeno.

Proporcionado por la Universidad de Oxford
(PhysOrg)