Los metanógenos celebran la existencia del Niquel.

Los organismos que reinaron cuando no había oxígeno en abundancia en la atmósfera, poseían un arma secreta para producir energía, un ingenio que daba como subproducto la producción de metano, era una enzima que contenía un anillo, un anillo muy especial pero con un lado que posteriormente se revelaría muy oscuro, los relegaría a las tinieblas.

La enzima en cuestión es la que cataliza el último paso e paso en el metabolismo energético de todas las arqueas metanogénicas que no pueden crecer sin níquel. Son las bacterias que han producido casi todo el gas natural que hay en la tierra. Cuando se estudiaban extractos de estos microorganismos se obtenía un compuesto amarillo con níquel (III) que denominaron f430. Como el coche de Ferrari f430 tiene un escape con un catalizador de alta tecnología, biotecnología punta en su época.

El factor 430 es un compuesto tetrapirrólico que contiene en su interior un átomo de niquel. Es el grupo prostético de la coenzima B sulfoetiltiotransferasa (metil coenzima M reductasa), que cataliza el último paso reductivo en la metanogénesis en bacterias metanógenas, por la cual se forma metano a partir de metil-coenzima M

El factor 430 es un compuesto tetrapirrólico que contiene en su interior un átomo de niquel. Es el grupo prostético de la coenzima B sulfoetiltiotransferasa (metil coenzima M reductasa), que cataliza el último paso reductivo en la metanogénesis en bacterias metanógenas, por la cual se forma metano a partir de metil-coenzima M.


El factor 430 es un compuesto tetrapirrólico, una estructura química anular que contiene en su interior un átomo de níquel. Es semejante a una porfirina como de la clorofila de la fotosíntesis o del grupo hemo de la hemoglobina, pero con níquel. Y era el elemento que permitía liberarse de lo desechos de la producción de ATP a estas bacterias en forma de gas metano.

Fue un sistema vital que permitió la proliferación de los productores de metano y de los comedores de metano. Pero, la síntesis de estos anillos porfirínicos y su inclusión en proteínas dio lugar posteriormente a los organismos fotosintéticos. Organismos que utilizando este mismo anillo algo modificado y con magnesio producirían grandes cantidades de gas oxígeno que envenenaría la atmósfera de los metanógenos y otros organismos anaeróbicos.

En la actualidad los ‘niquelófilos’ siguen proliferando en las zonas pobres en oxígeno como los fondos de los lagos, el interior de la tierra o nuestros intestinos y los de otros animales. La mayoría de este metano producido, que es un gas de fortísimo efecto invernadero, es consumido por los metanótrofos que utilizan una variación de este enzima para llevar a cabo la fijación del metano y su posterior oxidación por otra vía.

Como hemos dicho uno de los principales usos actuales de las porfirinas es la consecución de la vida aeróbica, en los procesos de transporte, producción y utilización del oxígeno, sin embargo es singular que jugaran un papel tan importante papel en la vida anaeróbica. El anillo que les dio el poder se lo quitó, pero no del todo.

Apunte:En concreto, este grupo prostético permite a la coenzima B sulfoetiltiotransferasa o metil coenzima M reductasa, catalizar el último paso reductivo en la metanogénesis en bacterias metanógenas, por la cual se forma metano a partir de metil-coenzima M y coenzima B.

Nota: Este post participa en el XXVIII Carnaval de Química, que se aloja en este blog Flagellum @3Dciencia.

Cartel xxviii edición carnaval de quimica. Edición 28 Niquel

Cartel xxviii edición carnaval de quimica. Edición 28 Niquel

Referencias:

Structural Analysis of a Ni-Methyl Species in Methyl-Coenzyme M Reductase from Methanothermobacter marburgensis. Peder E. Cedervall, Mishtu Dey, Xianghui Li, Ritimukta Sarangi, Britt Hedman, Stephen W. Ragsdale, and Carrie M. Wilmot. J. Am. Chem. Soc., 2011, 133 (15), pp 5626–5628
DOI: 10.1021/ja110492p

The key nickel enzyme of methanogenesis catalyses the anaerobic oxidation of methane. Silvan Scheller, Meike Goenrich, Reinhard Boecher, Rudolf K. Thauer & Bernhard Jaun. Nature 465, 606–608 (03 June 2010) doi:10.1038/nature09015

Nickel-Containing Factor F430: Chromophore of the Methylreductase of Methanobacterium. William L. Ellefson, William B. Whitman and Ralph S. Wolfe. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Vol. 79, No. 12, [Part 1: Biological Sciences] (Jun. 15, 1982), pp. 3707-3710

Nickel dependence of factor F430 content in Methanobacterium thermoautotrophicum. Gabriele Diekert, Barbara Weber, Rudolf K. Thauer.
Archives of Microbiology October 1980, Volume 127, Issue 3, pp 273-277

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