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Claves

Conversión energética biomimética: Generación de potencial bioquímico a partir de la oxidación de hidrógeno

Las células biológicas generan la energía necesaria para sus reacciones metabólicas estableciendo gradientes de protones a través de sus membranas lipídicas. Estos gradientes de protones favorecen termodinámicamente la síntesis de ATP (adenosín trifosfato), principal vector energético en los organismos vivos, por parte de la enzima trans-membrana ATP-sintasa.  
 
Los investigadores del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC Oscar Gutiérrez Sánchez, Ileana Márquez, Marcos Pita, Antonio López de Lacey y Marisela Vélez en  colaboración con investigadores de la Universidad Complutense de Madrid y de la Universidade Nova de Lisboa, han desarrollado un sistema electroenzimático biomimético que es capaz de sintetizar in vitro ATP a partir de la oxidación de hidrógeno molecular, el combustible limpio por excelencia.
 
El trabajo “H2-Fueled ATP Synthesis on an Electrode: Mimicking Cellular Respiration”, publicado el 17 de mayo en el volumen 55 de la revista Angewandte Chemie International Edition, describe el sistema biomimético consistente en un electrodo de oro modificado químicamente en su superficie para inmovilizar de forma orientada dos enzimas (hidrogenasa y ATP-sintasa) asociadas a una bicapa de fosfolípidos soportada (ver figura). En presencia de H2 en el medio y aplicando un potencial redox adecuado en el electrodo, la hidrogenasa cataliza la oxidación del combustible generando protones en la interfase electrodo/bicapa fosfolípidica, lo cual conduce a que la ATP-sintasa produzca ATP en el medio.
 
Esta investigación podría ser de gran relevancia en futuras aplicaciones biotecnológicas para la regeneración del ATP necesario para que transcurran numerosas reacciones bioquímicas.
 
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CCC 2016/013
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