Aproximadamente se producen de 500 a 600 millones de toneladas de metano anualmente en todo el mundo. El 69% de esta potente gas invernadero es producido por Arqueas metanógenas. En algunos entornos, las emisiones de metano se compensan en parte por metano de las arqueas anaeróbicas y las bacterias aeróbicas. En metanógenos, el metil-coenzima M reductasa (MCR) es una enzima que utiliza un cofactor que contiene níquel (F430) para catalizar la etapa final de la síntesis de metano. El ciclo catalítico comienza con el cofactor F430 (que es un componente no aminoacídico de la enzima (metil coenzima M reductasa) Esta enzima cataliza la liberación de metano en el paso final de la metanogénesis y Solo se encuentra en arqueas metanógenas) en la forma reducida de Ni, pero lo que sucede a continuación no ha sido muy clara.Se investigaron dos mecanismos posibles. Los investigadores encontraron que los dos procesos se producen a la misma velocidad. La MCR es la enzima clave en la síntesis de metano por metanógenos. Su estructura cristalina (de MCR) está en el estado MCRox1 - silencioso, en el que el átomo de Ni en donde el cofactor F430 se une al grupo tiolato de SCOM. El mecanismo exacto por el cual tiene lugar la reacción MCR ha sido poco clara . Las arqueas metanógenas son microorganismos procariontes-que no tienen núcleo ni orgánulos separados por membranas, etc.-Ellas obtienen su energía del metano (CH4). Las metanógenas son muy importantes ya que todas tienen algo en común; todas producen gas metano y son anaerobias, por eso se encuentran en ambientes con poco oxígeno y también donde hay descomposiciones orgánicas; aunque también las podemos encontrar en otro tipo de lugares. La metanogénesis es muy útil para todo el mundo. Gracias a ellas se puede convertir los residuos orgánicos en gas metano. Se da en los intestinos de muchos animales! y es muy necesaria para su nutrición. Nosotros producimos flatulencias que tienen metano. Y por supuesto, se cree que el metano tuvo un importante papel en cómo se expandió la vida en nuestro planeta; Durante los primeros 2000 millones de años, sólo existían estos organismos que producían metano-los organismos metanógenos-a la atmósfera y este metano, actuaba como filtro solar regulando la temperatura del planeta y dejando que las plantas y otros organismos que producían oxígeno proliferaran. Actualmente muchas personas no ven la importancia que tuvo y ahora sólo lo conocemos por su nocividad, porque es el creador del efecto invernadero que calienta a nuestro planeta, etc. pero no se dan cuenta que nosotros somos responsables también, no un gas. Lo tienen en un mal concepto y ni siquiera saben que lo usamos en el gas natural que usamos en nuestras casas.
Methane, make it or break it. Biochemical data resolve the controversy over how methanogenic archea produce methane.
Guadalupe Mateos Pimentel
La idea general de este articulo es dar a conocer y explicar como es que algunas bacterias pueden producir metano. Ya que se menciona al principio del articulo que el 69% del metano (un potente gas invernadero) emitido alrededor del mundo, es producido bilógicamente por archeas anaeróbicas, conocido como metanogenas, mencionándonos que dichas emisiones en algunos ambientes se compensan en parte por la oxidación de la ANME(arquea anaeróbica oxidante de metano) y bacterias metanotropicas aerobias.
El articulo se basa en la enzima metil-coenzima reductasa (MCR) en lo metanogenos para explicar la producción del metano. El MCR usa un actor que contiene Niquel (F450), la reacción del MCR es reversible y puede catalizar la primera etapa de oxidación del metano por ANME. El articulo señala que el ciclo catalítico del MCR comienza con (F450) reduciendo el Nitrógeno pero que no esta muy claro que sucede posteriormente. MCR es difícil de estudiar por que el activo Ni I denominado MCRredI es extremadamente sensible a el oxigeno. Se menciona que se han investigado dos posibles mecanismos, el mecanismo I, un organometalico metil-Ni (III) intermediario es formado MCRme y en el mecanismo II un Ni (II)-tiloatato (MCRoxiI-silent)y una radical metil son producidos. Donde el MCRme que da una señal de resonancia paramagnética electrónica (EPR); en esta parte radica el problema de observar dichas señales ya que antes de esta primera reaccionan intermedios adicionales. También se menciona que los primeros autores usaron métodos de rápido enfriamiento químico para comparar las tarifas de MCRredI desaparecidas y a síntesis del metano. El resultado del la experimentación de Wongtane uno de los autores del la investigación, fue que la intensidad de la señal de EPR de MCRredI disminuye un 90% a una velocidad similar que de síntesis de metano. Por tanto, el producto intermedio es EPRsilent, consistente con un Ni(II)-toloato del mecanismo II y no un metil-Ni(III) del mecanismo I o cualquier otra especie de Ni(III). El articulo va concluyendo que la identificación de la sustancia intermedia da fin a mas de dos décadas de controversia y papara el terreno para la construcción de un mecanismo de consejo MCR. Sin embargo, varias preguntas clave siguen sin respuestas y así mismo dichas respuestas afectaran los esfuerzos para diseñar catalizadores biomédicos, ingeniería enzimática para la oxidación del metano y las vías biológicas sintéticas comercialmente viables.
El articulo me pareció muy interesante ya que se explican reacciones detalladas de como es que estas bacterias metanogenas pueden producir este gas y así mismo me deja la reflexión de como estas bacterias tienen la capacidad de llevar acabo tareas muy complejas.
MÉRIDA ESCIDERO KARAL DANIELA “Methane — make it or break it. Biochemical data resolve the controversy over how methanogenic archaea produce methan” Anualmente se emiten millones de toneladas de metano, que es un potente gas invernadero. Un porcentaje de este es producido por arqueas anaeróbicas conocidas como metanogénas. Se explican algunos procesos de cómo se puede compensar la emisión de metano con bacterias aeróbicas metanotropicas pero no los entendí muy bien pero sé que con ayuda del níquel puede catalizar la síntesis del metano y ya que la reacción es reversible también se puede catalizar la primera etapa de oxidación del metano. Pero aún no ha sido aclarado completamente todo por diferentes complicaciones como la sensibilidad al oxigeno pero Wongnate con ayuda de una coenzima pudo superar este obstáculo que al ser un átomo de carbono más corta provoca que la reacción sea más lenta y sea posible observar lo que sucede en la fase intermedia de las reacciones. Para confirmar dicho acontecimiento los autores realizaron el análisis con otra técnica espectrostópica. La identificación de la reacción intermedia de este proceso es muy importante ya que tal vez se pueda encontrar la forma de elaborar un mecanismo de consenso. Pero a pesar de todo esto aún quedan muchas preguntas sin responder. Este articulo me costó mucho trabajo entenderlo, sin embargo lo que comprendí me parece muy interesante ya que los avances en la ciencia cada vez van siendo más complicados debido a que se encuentran cada vez más y más preguntas que responder y me impresiona como que los humanos siempre buscan las respuestas sin importar el tiempo que sea necesario.
Lawton T, Rosenzweig C. (2016) “Methane - make it or break it” Recuperado de http://science.sciencemag.org/ 03/06/2016.
El articulo nos habla de la gran producción de Metano que hay en el mundo, ya que alrededor de 500 a 600 millones de toneladas de gas invernadero son de este tipo; esto se debe a que las arqueas metanogenas producen Metano al momento de realizar su metabolismo, conocido como metanogénesis. En este proceso la coenzima metil M reductasa (MCR) utiliza un contenedor de níquel como cofactor para catalizar el último paso en la síntesis del metano; como se observa en las imágenes del articulo este cofactor se localiza en medio del F430 y funge como un intermediario en las reacciones de catalizar el metil donor (se reduce el Ni) o de oxidar el heterodisulfide, (Ni es activado), ya que es una reacción reversible. El Ni activo ha sido difícil de estudiar debido a su sensibilidad ante el oxigeno, pero se ve presente en varios estados del MCR y en diferentes tipos de oxidaciones. Se analizaron en particular dos mecanismos por tener el mismo intermediario natural (Ni). El primer mecanismo se utiliza un EPR activo para formar MCRme. Mientras que en el segundo mecanismo se utiliza un EPRsilencioso y un Metil radical para la producción de MCRox-silent. Pero el problema recae en que las reacciones futuras se hacen por medio de Ni(III) (del mecanismo uno) y no puede ser observado fácilmente, por lo que utiliza una enzima B que es un átomo corto de carbono, y esta modificación es suficiente para observar al primer intermediario. Con los resultados de las observaciones y los análisis, se dieron avances en el CoB6SH, ya que es limpia la intensidad del EPR en la MCR (es 90% similar a la síntesis de metano) y no presenta la apariencia del nuevo Ni(III); y para confirmar todos estos resultados se hicieron más observaciones espectroscópicas en distintos MCR, pero siempre se llego al mismo resultado a pesar de las diferencias en los mecanismos. Por lo tanto se puede confirmar que en la actualidad se conoce más del mecanismo de MCR en las arqueas metanogenas y así en la producción del metano, cerrando muchas incógnitas y abriendo paso a nuevas teorías.
Tovar Hernández Amanda Sofía Metano, hacer o deshacer Bioquímica resuelve la controversia acerca de cómo las arqueas metanógenas producen metano En el ensayo hablaremos principalmente acerca de la importancia de la coenzima M reductasa (MCR), y los estudios que se realizaron con esta para llegar a la identificación de una sustancia intermedia. Cerca de 500 o 600 millones de toneladas métricas de metano, un gas invernadero muy potente es producido en todo el mundo, el 69% de este gas es producido por bacterias archeas anaerobias conocidas como metanógenas. En los metanogenos el metilo coenzima M reductasa (MCR) usa un cofactor que contiene niquel para catalizar el paso final de la síntesis de metano, la reacción de la MCR es reversible y también puede catalizar el primer paso en la oxidación del metano. El ciclo catalítico de la MCR comienza con el níquel en su forma reducida pero lo que pasa después es incierto. La MCR es notablemente difícil de estudiar ya que el niquel activo que contiene es extremadamente sensible al oxígeno, asimismo, se han hecho varios estudios de la MCR para ver cuales son relevantes en la catálisis, se ha trabajado con la MCR con y sin sustratos y con diferentes estados de oxidación mas este dato sigue siendo incierto, aunque los científicos, trabajaron con dos mecanismos para obtener el mismo intermediario natural, también trabajaron con métodos de enfriamiento químico rápido y concluyeron que ambos procesos (el rango de la MCR y la síntesis del metano ) ocurrían en un mismo periodo. Para confirmar una sustancia intermediaria los científicos analizaron las mismas muestras con una técnica espectroscópica diferente, la técnica de magnetismo circular dicroísmo, gracias a la identificación con esta técnica se puede dar fin a dos décadas de controversia y a su vez esta información ha despertado cierto entusiasmo acerca de la superconductividad dentro de la parte fraccionaria cuántica, ya que la exitación de la mezcla de algunos modos podrían ser parafermios o aniones de Fibonacci, lo que indicaría que son exitaciones no abelianas ya que no se comportan como bosones ni como fermios y eso a su vez ha despertado un enorme interés para su utilidad potencial en el computo topológico cuántico. El artículo me pareció difícil de comprender, sin embargo nunca dejó de ser interesante ni de proporcionarme información que yo desconocía totalmente.
La gran producción de metano a nivel mundial es uno de los temas con los que inicia el texto pues el gas invernadero es de este linaje debido a las archeas metanógenas que al momento de realizar su metabolismo, producen metano, denominado metanogénesis, como en todos los procesos, éste utiliza el metil coenzima M reductosa para catalizar la síntesis del metano. El MCR ha resultado difícil de estudiar pues el Ni(I) es sumamente sensible ante el oxígeno. Para poder observar el primer intermedio se logró ralentizar la reacción por medio de una modificación usando coenzima B. Para comparar la tasa de desaparición y síntesis del metano los autores utilizaron métodos químicos de enfriamiento y de flujo detenido, en donde encontraron que se producen a la misma velocidad, sin embargo las reacciones posteriores son el problema real pues no pueden ser observados fácilmente. Al final, se da a entender que existe un conocimiento basto en las diferencias que presentan los mecanismos y podemos dar paso a nuevas teorías y despejar dudas acerca de la producción del metano, todo gracias a los avances y a la curiosidad del hombre que no se da por vencido y busca maneras de resolver todas las incógnitas posibles, aunque siempre estará todo esto en constante cambio.
Nuestro conocimiento acerca del metabolismo de algunas bacterias es realmente muy pobre, sabemos que forman parte importante de los ciclos biogeoquímicos y de la transformación de algunos compuestos en otros a través de su respiración, sin embargo, desconocemos cómo sucede, desconocemos las reacciones, enzimas e intermediarios que están involucrados a lo largo de todo el proceso, es por eso que a través de múltiples experimentos y artefactos tratamos de encontrar una respuesta a estos huecos. En el caso de las arqueas anaerobicas oxidadoras de metano (ANME), que son las principales reductoras del metano, se creía que había dos posibles mecanismos responsables de la oxidación de metano, para esto se utilizaron diferentes métodos para entender mejor lo que sucedía. La metil coenzima M reductasa (MCR) es la encargada principal de catalizar el primer paso de la oxidación de metano en las ANME, sin embargo esta reacción es reversible y la misma MCR en las ANME, unida a el cofactor F430 que contiene niquel, se encarga del último paso en la síntesis del metano en metanógenas, es decir, la misma enzima presente en dos bacterias diferentes se encarga de hacer síntesis de metano en una, como la reducción del mismo en otra. Se sabe que el ciclo catalítico de la MCR comienza en el cofactor F430 en la forma reducida de Ni (I), pero no se sabe bien qué es lo que ocurre después. Se creía que podía tener 2 posibles mecanismos diferentes, los cuales se diferenciaban principalmente por su intermediario, por lo que el objetivo es identificar al intermediario para determinar el tipo de mecanismo que se utiliza, por lo que el artículo en general trata sobre los descubrimientos acerca de evidencia a favor de uno de ellos y el procedimiento que se siguió para llegar a estos resultados. El primer posible mecanismo es denominado el MCRme(I) el cual se caracteriza por tener un intermediario organometálico metil-Ni (III) y el segundo mecanismo posible es el MCRoxl-silent que produce un tiolato-Ni (II) y un radical de metil. Para poder determinar el intermediario y por consiguiente el mecanismo de esta reacción se utilizaron diferentes métodos para tratar de entender que es lo que realmente pasaba y quienes estaban involucrados, sin embargo, desde el inicio se presentaron algunos problemas debido a que no era posible identificar el tipo de intermediario que participaba en la reacción debido a que como cualquier intermediario, este aparece y desaparece demasiado rápido, por lo que el nuevo reto era ralentizar la reacción lo suficiente para generar muestras RFQ (rapid-freeze quench) de varios momentos de la reacción durante el primer minuto y junto con los resultados de las señales de resonancia paramagnética (EPR) determinar el intermediario involucrado. El RFQ ayudó a determinar que la taza de desaparición del estado activo del Ni (I) y la síntesis del metano ocurrían al mismo tiempo, por lo que, esta información era incongruente con el mecanismo uno, sin embargo, era tangible en el mecanismo 2 donde el radical metil reaccionaba rápido para formar metano. Una vez obtenida esta información, se procedió a ralentizar la reacción, para la cual, se utilizó una coenzima (CoB6SH), que es parecida a la CoBSH presente en la MCR, la diferencia radica en que la CoB6SH tiene un átomo menos, por lo que ralentiza la reacción, permitiendo atrapar e identificar el intermediario. Después de utilizar la CoB6SH para ralentizar la reacción, se hicieron muestras congeladas de varios momentos en el primer minuto de la reacción y colectaron espectro EPR. Se utilizó el EPR porque la diferencia principal entre ambos posibles mecanismos es que el MCRme se caracteriza por tener un electrón no apareado por lo que emite una señal EPR, sin embargo el MCRoxl-silent no emite ninguna señal, por lo que se deduce que después de ralentizar la reacción suficiente, y atrapar al intermediario, si este emitía una señal EPR significaría que el MCRme sería el responsable, por el contrario si no emitía ninguna señal, se trataría del MCRoxl-silent.
El resultado de la resonancia paramagnética para el estado activo del niquel (I) (MCRred1) fue que la señal EPR que emite, disminuye en un 90% a una velocidad similar a la de la síntesis del metano, sin la aparición de una nueva señal (esta nueva señal es la relacionada al intermediario que se busca), como no se emitió señal, sabemos que el mecanismo 2 es el responsable debido a que produce un tiolato-Ni (II), el cual no emite señal EPR. A pesar de los resultados obtenidos, se realizó una prueba más para confirmar la identidad del intermediario, para esto se analizaron las mismas muestras con otra técnica estereoscopica, que fue la del dicromismo circular magnético, la cual arrojó resultados que confirmaban los ya obtenidos por el EPR, finalmente ambos resultados fueron reforzados por la combinación de análisis termodinámicos computacionales y experimentales. A pesar de este nuevo descubrimiento, se sigue ignorando gran parte de todo el proceso en la MCR y cuáles son los factores que influyen en la dirección de las reacciones en este mecanismo reversible tanto en ANME como en metanógonenas
Este artículo se centra principalmente en el metano, un gas de efecto invernadero que abunda en nuestro planeta (con emisiones de aproximadamente 500 a 600 millones de toneladas anualmente); pero específicamente el autor habla sobre el proceso de síntesis de metano, el cual llevan a cabo algunas arqueas anaerobias conocidas como metanógenos. En dichos organismos esta reacción involucra a la metil-coenzima reductasa (MCR) que utiliza un cofactor de níquel para catalizar la última etapa de esta síntesis. Debido a que el MCR es muy difícil de estudiar por su alta sensibilidad al oxigeno se identificaron dos posibles mecanismos, que en el artículo están identificados como I y II, estos tenía como intermediarios dos diferentes tipos de níquel. Para entender los dos diferentes casos fueron analizados mediante diferentes métodos espectroscópicos, el primero consistía en evaluar la resonancia paramétrica de electrones, donde se encontró que el mecanismo I contiene un electrón no emparejado, que a comparación del mecanismo II no mostro ninguna resonancia. Posteriormente para conocer lo que sucede cuando reaccionan los intermediarios fue necesario la utilización de una Coenzima B (CoBSH) que ayudo a retardar la reacción para evaluar los tipos de MCR . A pesar de que los dos mecanismos ocurrían a la misma velocidad se encontró (Por medio de otro método espectroscópico conocido como MCD) que en el segundo el níquel es coordinado por un grupo tiolato de la coenzima M (SCoM), que favorece mucho más a este mecanismo. Este descubrimiento brinda un nuevo panorama de posibilidades para la construcción de este tipo de mecanismo, e incluso si se llegara a conocer que factor influye en la dirección de la reacción se podría tener una reacción inversa, donde se rompería el metano. A mi parecer estos dos caminos de la reacción representan elementos esenciales para el desarrollo de vías biológicas sintéticas ya que a pesar de que este gas es considerado generalmente nocivo, juega un papel muy importante en organismos como las arqueas anaerobias que se presentaron en un inicio cuya vía metabólica se basa principalmente en este hidrocarburo.
ALUMNA: RODRIGUEZ BLANCO FERNANDA Anualmente se produce alrededor de 500 a 600 millones de toneladas de metano en todo el mundo. Pero aproximadamente un 69% de esta producción se debe a la acción de arqueas metanógenas. Estos microorganismos procariontes, viven en medios estrictamente anaerobios y obtienen energía mediante la producción de metano (CH4). El metabolismo que realizan dichas arqueas se denomina metanogénesis; la bioquímica en este proceso resulta ser bastante compleja porque las enzimas o cofactores que participan tienen una estrecha relación de la que aún no se tiene un estudio completo. La producción de metano en algunos ambientes se debe a ANME (anaerobic methane oxidizing archaea). El articulo habla principalmente de la enzima metil-coenzima m reductasa (MCR) que utiliza un cofactor que contiene níquel ( F430) , el cual participa en el último paso de la síntesis de metano. Se sabe que la reacción de MCR es reversible y también puede catalizar en el primer paso de la oxidación de metano llevada a cabo por ANME; el ciclo catalítico de MCR comienza con el cofactor F430 que se encuentra reducido a la forma de Ni (I), pero el problema aparece después de este paso, ya que aún no hay evidencia de lo que ocurre exactamente, por ejemplo, hasta esta investigación no se sabía que sucede Ni(II) tiolato. Principalmente se estudiaron dos posibles estados de Ni; el primero es MCRme (organometallic methyl-Ni(III) intermediate) , donde tiene lugar un tipo de señal llamada resonancia paramagnética electrónica (EPR). El segundo mecanismo, MCR ox1-silent (Ni(II)thiolate) , no tiene EPR, por lo tanto el problema es la falta observación de tales señales . Sin embargo se trató de resolver el problema, utilizaron la coenzima B (CoBSH) que permite que esta resonancia sea un poco más lenta y así observar al primer intermediario. Los investigadores también utilizaron métodos de rápido enfriamiento químico para comparar la velocidad con la que MCRred 1 desaparece y realiza la síntesis del metano. El resultado fue algo inconsistente comparado con el mecanismo 1.Por otra parte, se concluyó que la intensidad de resonancia en MCRredI disminuye un 90% , esto es una velocidad similar a la síntesis de metano cuando no se tiene una señal de Ni(III). Por tanto, el producto intermedio es EPRsilent, consistente con un Ni(II)-tioloato (mecanismo II ) y no un metil-Ni(III) del mecanismo I o cualquier otra especie del mismo. Con esto se entiende que el proceso es bastante complejo, no es fácil saber la forma exacta en la que estos intermediarios o cofactores trabajan para llevar a cabo la síntesis final del metano. Aún quedan muchas preguntas por resolver, por ejemplo, se sabe que MCR puede ser reversible, pero qué factores influyen en la dirección de la reacción. Hay detalles que aún no son conocidos y por otro lado, se debe de verificar lo que ya se sabe de acuerdo a los resultados que arrojó está investigación. Finalmente, el entendimiento de estos organismos permite a la comunidad científica realizar mejores trabajos en ecología, o, estudiar la importancia que tienen en el ciclo del carbono y en la degradación de materia orgánica.
FRANCO FLORES EMMANUEL Con la noticia de que más de 500 millones de toneladas métricas de metano se emiten anualmente en todo el mundo y que aproximadamente 69% de este metano se produce biológicamente por arqueas anaeróbias conocidas como metanógenas, se tiene el problema de procesar este gas, ya sea oxidándolo o fragmentándolo. ¿Cómo hacerlo? En algunos entornos, las emisiones de metano se compensan en parte por la oxidación del metano de arqueas anaerobias (ANME) y las bacterias aeróbicas metanotrópicas. Pero puede haber otra salida, la utilización dela enzima MCR: En metanógenos, el metil-coenzima M-reductasa (MCR) utiliza un cofactor que contiene níquel (F430) para catalizar la etapa final de la síntesis de metano, aunque esta es reversible y puede catalizar la primera etapa de oxidación del metano por ANME y en metanógenos, esta enzima se utiliza para catalizar la etapa final de la síntesis de metano. El ciclo catalítico esta enzima comienza con F430 en forma reducida Níquel(1), pero lo que sucede a continuación ha sido poco claro. Wongnate reporta evidencia de un Ni(2) intermedio-tiolato. Esta enzima,(MCR) es notoriamente difícil de estudiar debido a que es extremadamente sensible al oxígeno, no está claro si es relevante para la catálisis. Se han investigado dos mecanismos posibles. La característica distintiva de los dos mecanismos es la naturaleza del primer intermedio. En el mecanismo 1, una de metilo organometálico Ni(3) intermedia está formada (MCRme). En el mecanismo 2, una batería de Ni(2)-tiolato (MCRox1-silent) y se produce un radical metilo. Los autores de estos mecanismos usaron primero un flujo detenido y los métodos químicos de enfriamiento rápido para comparar las tasas de desaparición de MCRred1 y de la síntesis de metano. Ellos encontraron que los dos procesos se producen a la misma velocidad. Esta observación es incompatible con el mecanismo del proceso 1, que implica la formación de la metil-Ni(3) intermedio comparativamente estable. En lugar de ello, la cinética de soporte del mecanismo 2, en la que el radical metilo reaccionaría rápidamente para formar metano. El resultado es claro: La intensidad de la señal de EPR de MCRred1 disminuye en 90% a una tasa similar a la de la síntesis de metano, sin la aparición de una nueva señal atribuible a Ni(3). Para confirmar la identidad del intermedio, los autores analizaron las mismas muestras con otra técnica espectroscópica, dicroísmo circular magnético (MCD). Los espectros de MCD de la puesta en MCRred1 y muchas otras formas de MCR son distintos. Esta evidencia directa de una batería de Ni(2) tiolato se ve reforzada aún más por termodinámica computacional y experimental combinado análisis que favorecen fuertemente mecanismo 2. La identificación del producto intermedio pone fin a más de dos décadas de controversia y prepara el terreno para la construcción de un mecanismo de MCR consenso. Sin embargo varias preguntas clave siguen sin respuesta,. Por ejemplo, se pueden observar los intermedios radicales en la primera etapa de la reacción? Mirando más allá de la primera etapa de la reacción, los cambios que traen SCOM obligando a F430 a estar lo suficientemente cerca de CoB6SH reaccione siguen sin estar claros. Por último, no proceda la oxidación del metano anaerobio mediante el mecanismo inverso, y, en caso afirmativo, ¿qué factores influyen en la dirección de la reacción? Las respuestas a estas preguntas afectarán los esfuerzos para diseñar catalizadores biomiméticos, enzimas de ingeniería para la oxidación del metano, y las vías biológicas sintéticas comercialmente viables. Estamos un paso más cerca de saber qué hacer que el metano; También vamos a ser capaces de fragmentarlo?...Esta probabilidad es por demás muy importante, si se logra reducir la cantidad de metano que se emite a la atmósfera estaremos mejorando la calidad de vida en nuestro planeta, ya sea oxidándolo o fragmentándolo en hidrocarburos mas sencillos.
Del Río Písula María Sara El 69% del metano emitido anualmente en el planeta es producido biológicamente por archaeas comúnmente llamadas “metanógenas”. En los metanógenos, la metil-coenzima M reductasa (MCR) utiliza un cofactor con níquel (F430) para catalizar el último paso de la síntesis del metano. La reacción MCR es reversible y podría catalizar el primer paso de la oxidación anaerobia del metano (OAM) por archaeas. Es difícil estudiar la reacción MCR porque el estado activo del Ni(I) es extremadamente sensible al oxígeno. Varios estados de MCR con y sin sustratos y en diferentes estados de oxidación han sido caracterizados, sin embargo, aún queda poco claro cuáles son relevantes a la catálisis. Se han estudiado 2 posibles mecanismos que varían según el intermediario: En el mecanismo I se forma un intermediario organometálico de Ni III (MCR-Me); En el mecanismo II se producen un Ni(II)tiolato (MCR-ox1-silent) y un radical metil. Las 2 especies de Ni son distinguibles a través de métodos espectroscópicos. En el experimento comprobaron que el espectro del intermediario en la reacción se asemejaba al del mecanismo II. Gracias a este experimento estamos más cerca de saber cómo hacer metano, sin embargo, aún quedan muchas preguntas por contestar.
Del Río Písula María Sara El 69% del metano emitido anualmente en el planeta es producido biológicamente por archaeas comúnmente llamadas “metanógenas”. En los metanógenos, la metil-coenzima M reductasa (MCR) utiliza un cofactor con níquel (F430) para catalizar el último paso de la síntesis del metano. La reacción MCR es reversible y podría catalizar el primer paso de la oxidación anaerobia del metano (OAM) por archaeas. Es difícil estudiar la reacción MCR porque el estado activo del Ni(I) es extremadamente sensible al oxígeno. Varios estados de MCR con y sin sustratos y en diferentes estados de oxidación han sido caracterizados, sin embargo, aún queda poco claro cuáles son relevantes a la catálisis. Se han estudiado 2 posibles mecanismos que varían según el intermediario: En el mecanismo I se forma un intermediario organometálico de Ni III (MCR-Me); En el mecanismo II se producen un Ni(II)tiolato (MCR-ox1-silent) y un radical metil. Las 2 especies de Ni son distinguibles a través de métodos espectroscópicos. En el experimento comprobaron que el espectro del intermediario en la reacción se asemejaba al del mecanismo II. Gracias a este experimento estamos más cerca de saber cómo hacer metano, sin embargo, aún quedan muchas preguntas por contestar.
LÓPEZ VELÁZQUEZ NADIA SARAY Methane –Make it or break it Grandes cantidades de metano, un potente gas de efecto invernadero, se emiten en todo el mundo y al rededor del 69% de ese metano es producido por las arqueas anaerobias denominadas metanógenas. En algunos medios estas mismas emisiones se ven contrarrestadas por las Arqueas Anaerobias Oxidantes de Metano (ANME) y por las bacterias aerobias metanotroficas. Para el caso de las metanógenas la Metil Coenzima M Reductasa (MCR) utiliza un cofactor que contiene Niquel (F430) para catalizar la última etapa de la síntesis del metano y la primera etapa de la oxidación del metano por ANME. El ciclo catalítico de MCR inicia con F430 en la forma reducida de Ni (I), sin embargo resulta complicado de estudiar ya que el activo Ni (I) es extremadamente sensible al oxígeno, debido a ello en el artículo se han planteado dos posibles mecanismos. En el mecanismo 1 el compuesto organometálico metil Ni (III) intermedio, es formado por MCRme que al tener un electrón desapareado da lugar a la Resonancia Paramagnética Electrónica (EPR). Mientras que en el mecanismo 2 se producen Ni (II) tiolato y un radical metilo. El problema surge cuando se dificulta la observación de las señales o ni siquiera se presentan, en ese caso los investigadores dieron uso de la Coenzima B (CoBSH) para ralentizar la velocidad de la reacción y poder observar el primer intermediario. Los investigadores también emplearon métodos químicos de enfriamiento rápido para comprobar los ritmos de la desaparición y síntesis del metano, fue aquí donde por un lado observaron inconsistencias con el mecanismo 1 pero por el otro, el radical metilo hacía reaccionar rápidamente para formar metano (mecanismo 2). Como resultado obtuvieron que el intermedio es EPRsilent consistente con un Ni (II) tiolato. Se intentó confirmar las identidades intermedias mediante otra técnica llamada Dicroísmo Magnético Circular (MCD) cuyo análisis también favorece al mecanismo 2. El artículo destaca claramente la importancia de la identificación de los intermediarios para llevar a cabo la síntesis del metano, lo cual representa una expansión en el campo de la biología sintética y da lugar a diversos procesos industriales cuyo aprovechamiento resultaría benéfico si se atiende correctamente a las cuestiones ecológicas que se vean implicadas en los procesos mismos. Sin duda las aplicaciones que supone el uso del metano son muy variadas obteniendo grandes resultados tanto sintetizándolo como rompiéndolo.
LÓPEZ VELÁZQUEZ NADIA SARAY Methane –Make it or break it Grandes cantidades de metano, un potente gas de efecto invernadero, se emiten en todo el mundo y al rededor del 69% de ese metano es producido por las arqueas anaerobias denominadas metanógenas. En algunos medios estas mismas emisiones se ven contrarrestadas por las Arqueas Anaerobias Oxidantes de Metano (ANME) y por las bacterias aerobias metanotroficas. Para el caso de las metanógenas la Metil Coenzima M Reductasa (MCR) utiliza un cofactor que contiene Niquel (F430) para catalizar la última etapa de la síntesis del metano y la primera etapa de la oxidación del metano por ANME. El ciclo catalítico de MCR inicia con F430 en la forma reducida de Ni (I), sin embargo resulta complicado de estudiar ya que el activo Ni (I) es extremadamente sensible al oxígeno, debido a ello en el artículo se han planteado dos posibles mecanismos. En el mecanismo 1 el compuesto organometálico metil Ni (III) intermedio, es formado por MCRme que al tener un electrón desapareado da lugar a la Resonancia Paramagnética Electrónica (EPR). Mientras que en el mecanismo 2 se producen Ni (II) tiolato y un radical metilo. El problema surge cuando se dificulta la observación de las señales o ni siquiera se presentan, en ese caso los investigadores dieron uso de la Coenzima B (CoBSH) para ralentizar la velocidad de la reacción y poder observar el primer intermediario. Los investigadores también emplearon métodos químicos de enfriamiento rápido para comprobar los ritmos de la desaparición y síntesis del metano, fue aquí donde por un lado observaron inconsistencias con el mecanismo 1 pero por el otro, el radical metilo hacía reaccionar rápidamente para formar metano (mecanismo 2). Como resultado obtuvieron que el intermedio es EPRsilent consistente con un Ni (II) tiolato. Se intentó confirmar las identidades intermedias mediante otra técnica llamada Dicroísmo Magnético Circular (MCD) cuyo análisis también favorece al mecanismo 2. El artículo destaca claramente la importancia de la identificación de los intermediarios para llevar a cabo la síntesis del metano, lo cual representa una expansión en el campo de la biología sintética y da lugar a diversos procesos industriales cuyo aprovechamiento resultaría benéfico si se atiende correctamente a las cuestiones ecológicas que se vean implicadas en los procesos mismos. Sin duda las aplicaciones que supone el uso del metano son muy variadas obteniendo grandes resultados tanto sintetizándolo como rompiéndolo.
Monroy Guzmán Camila Valeria Souza 31 de agosto de 2016
Methane-make it or break it Biochemical data resolve the controversy over how methanogenic arches produce methane.
Casi el 70% Del metano producido es emitido por la archea methanogenes, en los cuales se utiliza en MCR (reversible) para completar la síntesis del metano y puede catalizar el primer paso de la oxidación del metano por ANME. Algunas emisiones de metano son hechas por anaerobic Methane oxidizing archaea (ANME) El ciclo catalítico comienza con F(430) a la reducción del Ni(I) Se han investigado dos posibles mecanismos In mechanism I, an organometallic methyl-Ni(III) intermediate is formed (MCRMe, contiene un electrón 'paramagnetic I resonance (Epr) signal); in mechanism II(kinetics support) a Ni(II)thiolate (MCRox1-silent) and a methyl radical are produced (see the figure, panel C), en este mecanismo, el methyl actúa rápidamente para formar metano. Por medio de espectroscopía se distinguen las dos especies de niquel, sobre todo el MCRme que contiene un electrón impar, lo cual implica una señal de resonancia que es un problema para su observación, en el experimento de Wognate, utilizó la coenzima CoBSH.
Wongnate logró alentar la reacción lo suficiente para observar the first intermediate, encontró que los dos procesos (antes mencionados) ocurren unísono, esta observación debe envuelve una formación comparativa. Al final, Wongnate obtuvo un resultado claro: The intensity of the EPR signal from MCRred1 decreases by 90% at a q rate simi-lar to that of methane synthesis, without the appearance of a new signal attributable to Ni(III) Para confirmar el resultado, analizó las muestras en otro espectroscopio, MCD. Salió una evidencia directa de Ni(II)-thiolate reforzada por la combinación de análisis computacionales y experimentales termodinámica. A pesar de haber dado este gran paso entre los dos mecanismos, quedan muchas incertidumbres y campo de estudio, observaciones necesarias que no se sabe si pueden ser observadas.
Intermediario encontrado en el mecanismo de MCR; se resuelven algunas controversias de más de dos décadas. Karen Lizbeth Claro Mendoza
La producción biológica de metano es catalizada por un grupo de arqueas anaerobias estrictas llamadas metanógenos (Madigan, et al. 2015)
La metil- coenzima M reductasa (MCR) hace uso de F430 para catalizar en el paso final la síntesis del metano. El ciclo catalítico de MCR comienza con F430 pero lo que sucede después no está del todo claro, según Lawton y Rosenzweig, autores de este artículo.
La identificación del intermediario ente Ni (I) y la síntesis del metano en el mecanismo de MCR duró más de dos décadas. “Duró”, ya que en este año en la revista Science, Wognate et al., reportó evidencia de un Ni(II)-thidato intermedio. El MCR es difícil de estudiar ya que este es muy sensible al oxígeno, pero el equipo de Investigación de Wognate investigó dos posibles mecanismos: (Mecanismo I) Un órgano-metálico metil. Ni(III) intermedio es formado (MCRMe) (Mecanismo II) Un Ni (II)-thiolato (MCR oxi-scilent). Los dos tipos de Ni pueden ser distinguidos por técnicas de espectroscopia sin embargo el problema era observar las señales (o la falta de ellas) antes de que el primer intermediario reaccionara. Para resolver esto, se uso la Co6BHS análoga a la original, con la diferencia de que tiene un C menos, lo cual permitió que el proceso se alentara para poder observar a dicho intermediario.
Se encontró que dos procesos ocurren al mismo instante lo que descartó el mecanismo 1. Posteriormente se usó a Co6B6SH para atrapar y caracterizar al intermediario que se suponía. Se generaron enfriamientos rápidos y colectaron el espectro de EPR obteniendo que se trataba de EPR scilent, consistente con Ni (II)-thiolato. Para confirmar el mecanismo 2, analizaron las mismas muestras con otra técnica de microscopía: dicroísmo circular magnético.
Aún quedan diversas preguntas por resolver, sin embargo: “estamos a un paso de saber cómo hacer metano, ¿seremos capaces de también romperlo?”
Lawton, T.J. y Rosenzweig, C.A. (2016) Methane- make it or brake it. Science: 352, 6288 pp. 892-893. Madigan, M. T., Martinko, J. M., y Parker, J.(2015) Brock Biología de los Microorganismos. 14ª edición. Madrid: PEARSON.
Methane- make it or break it Un paso más hacia la comprensión de la producción del metano.
Las arqueas anaerobias que producen metano son conocidas como metanógenas y son responsables de la producción anual de casi el 70% del metano del planeta. El proceso mediante el cual lo producen aún no se conoce por completo, sin embargo recientemente se ha aclarado una parte más del rompecabezas.
La enzima MCR usa al cofactor F430 para catalizar el último paso en la producción de metano, este ciclo catalítico inicia con el catión de níquel de F430 en forma reducida, pero lo que pasa después aún no ha sido definido debido a la dificultad de estudiar a esta enzima. Se habían estudiado dos modelos con anterioridad, los cuales variaban en su primer intermediario, recientemente Wongnate y otros lograron disminuir la velocidad de reacción de MCR, lo cual les permitió obtener evidencia de la presencia del intermediario del segundo modelo propuesto; lo cual nos acerca un poco más a entender el proceso de síntesis de metano y quizás también de su descomposición, lo cual tendría grandes aplicaciones tecnológicas, como podría ser la disminución de la concentración de este gas de efecto invernadero.
Me parece interesante como se refleja en el artículo que lo que conocemos del mundo está muy limitado por los instrumentos con que contamos para estudiarlo.
Lawton, T.J.; Rosenzweig, A.C. (2016) Methane- make it or break it. Science: 352, 6288, p. 892-893.
El artículo nos brinda una introducción que se trata sobre la gran cantidad de metano que se produce anualmente y de cómo gran parte de esta cantidad proviene de arqueas anaerobias llamadas metanógenas. La enzima que realiza la última parte o paso de la síntesis del metano en estos organismos es la metil-coenzima M reductasa (MCR), la cual usa como cofactor el níquel (Ni). Lo interesante de este proceso es que esta última reacción es reversible. El problema al que se enfrentan al intentar estudiar dicha enzima es que la MCR es extremadamente sensible al oxígeno. No es claro el mecanismo o proceso que demuestre el desarrollo de la catálisis de esta enzima, por lo que se tienen dos teorías: una con Ni(III) y otra con Ni(II). Los estudios favorecieron la teoría o propuesta con el Ni(II). Este acontecimiento acabó con décadas de controversia e incógnita; sin embargo, varias preguntas clave continúan sin ser respondidas. Se me dificultó mucho este artículo ya que habla de proceso bioquímicos de los cuales no tengo casi nada de conocimiento. Me gustó bastante la última frase, ya que deja una pregunta que representa lo abismal que es algo que pareciera ser insignificante, como la síntesis del metano.
De todo el metano producido en la tierra, el 70% es generado por un tipo de arqueas anaeróbicas llamadas metanógenas. Buena parte de estas emisiones de metano es utilizado (oxidándolo) por otras arqueas anaeróbicas, en este caso llamadas metanótrofas (ANME, por sus siglas en inglés). Las metanógenas utilizan la metil coenzima M reductasa (MCR, por sus siglas en inglés), la cual contiene un cofactor con níquel (F430), en el último paso de la síntesis de metano. El MCR también es usado por las metanótrofas en el primer paso de la oxidación. Aunque se sabe que el ciclo catalítico MCR comienza con F430 en la forma reducida Ni(I), los pasos posteriores no están claros todavía. Es muy difícil estudiar el MCR en la fase en la que el Ni(I) está activado (MCRred1) puesto que reacciona muy fácilmente al oxígeno. Se consideraba la existencia de dos posibles formas de generar el metano: en la primera el Ni(III) organometálico funge como un intermediario formado por MCRred1; el el segundo caso se produce un Ni(II) tiolado (MCRox1-silenciador) junto con un metil radical. Los dos tipos de Ni pueden ser identificados mediante espectroscopía. En particular el MCRme, al contener un electrón desapareado genera una señal de resonancia paramagnética (corta debido a la rapidez en que se transforma esta molécula) mientras que MCRox1-silenciador no la genera. La señal de la MCRme es muy corta debido a que esta molécula rápidamente reacciona para formar metano, por lo cual se ha tenido que usar la coenzima B (CoBSH) unida a su último carbón con lo cual se logra ralentizar la reacción. Se encontró que ambos procesos ocurren simultáneamente. Con la CoB6SH se logró atrapar y caracterizar al intermedio elusivo. Se detectó mediante espectrometría que la señal de MCRred1 se reducía casi completamente, igual que la reducción de la producción de metano, sin que apareciera ninguna señal atribuible a Ni(III). Esto implicó que el mecanismo I no estaba en funcionamiento. Para confirmar este hallazgo se usó dicroísmo circular magnético (es decir, cuando un objeto presenta dos coloraciones diferentes dependiendo del ángulo en que se le mire), con lo cual se cierra un debate de más de dos décadas sobre el proceso intermedio en la generación de metano por parte de arqueas.
Lawton, T.J.; Rosenzweig, A.C. (2016) Methane- make it or break it. Science: 352, 6288, p. 892-893.
Omar Josue Obregón Portugal Methane— make it or break it Biochemical data resolve the controversy over how methanogenic archaea produce methane Este artículo nos habla del proceso de producción de metano por algunas arqueas anaeróbicas también conocidas como metanógenas, las cuales son las responsables de producir cerca del 69% del gas metano emitido a la atmosfera anualmente. Aunque cabe señalar que en algunos ambientes las emisiones de metano son parcialmente compensadas por ACME (arqueas anaeróbicas oxidantes de metano) y por bacterias aerobias metanotrópicas. En las metanógenas la metil-coenzima M reductasa utiliza un cofactor que contiene níquel para catalizar el último paso de la síntesis del metano. Se sabe que el ciclo catalítico se la metil-coenzima M reductasa comienza con la forma reducida del Niquel, Ni (I). Pero lo que sucede después no es totalmente claro. Además de esto, el Niquel (I) es su estado determinado es extremadamente sensible al oxígeno, lo que dificulta el estudio del proceso de la catálisis de la metil-coenzima M reductasa. Pero recientemente se han estado estudiando dos posibles mecanismos sobre este proceso, cuya diferencia entre si es el origen del primer intermediario. En el mecanismo 1 el intermediario formado es un Metil- Ni organimetálico, dando como resulado una metil-coenzima M reductasa Me. Mientras que en el 2 los intermediarios que son Ni (II)-tiolato y un radical de metil, dando como resultado metil-coenzima reductasa oxi-silent. Para diferenciar ambos procesos se deben de usar métodos espectroscópicos. La metil-coenzima M reductasa Me contiene un electrón impar, el cual da lugar a señales de una resonancia magnética electrónica, mientras que la metil-coenzima reductasa oxi-silent no lo hace. Uno de los principales problemas que hubo al momento de encontrar estos dos caminos era que el intermediario al reaccionar se consumía demasiado rápido, por lo que era difícil analizar estos mecanismos, pero un científico llamado Wongnate logro superar este obstáculo utilizando una coenzima B, esta modificación ralentizo lo suficiente la reacción como para lograr apreciar el primer intermediario. En resumen este artículo habla sobre como las metanógenas crean metano, lo que logran a través de la metil- coenzima M reductasa, pero la forma en la que logran crear esta coenzima no es del todo clara, por lo que se han propuesto dos posibles caminos para la producción de esta coenzima. La diferencia fundamental entre estos dos caminos es el intermediario que utiliza para la produccíon de la metil-coenzima M reductasa. Donde el mecanismo uno utiliza Metil- Ni organimetálico, y el dos Ni (II)-tiolato. Pero finalmente las investigaciones de un científico llamado Wongnate han dado evidencia de que la metalogénesis se inclina más por el segundo camino.
Omar Josue Obregón Portugal Methane— make it or break it Biochemical data resolve the controversy over how methanogenic archaea produce methane Este artículo nos habla del proceso de producción de metano por algunas arqueas anaeróbicas también conocidas como metanógenas, las cuales son las responsables de producir cerca del 69% del gas metano emitido a la atmosfera anualmente. Aunque cabe señalar que en algunos ambientes las emisiones de metano son parcialmente compensadas por ACME (arqueas anaeróbicas oxidantes de metano) y por bacterias aerobias metanotrópicas. En las metanógenas la metil-coenzima M reductasa utiliza un cofactor que contiene níquel para catalizar el último paso de la síntesis del metano. Se sabe que el ciclo catalítico se la metil-coenzima M reductasa comienza con la forma reducida del Niquel, Ni (I). Pero lo que sucede después no es totalmente claro. Además de esto, el Niquel (I) es su estado determinado es extremadamente sensible al oxígeno, lo que dificulta el estudio del proceso de la catálisis de la metil-coenzima M reductasa. Pero recientemente se han estado estudiando dos posibles mecanismos sobre este proceso, cuya diferencia entre si es el origen del primer intermediario. En el mecanismo 1 el intermediario formado es un Metil- Ni organimetálico, dando como resulado una metil-coenzima M reductasa Me. Mientras que en el 2 los intermediarios que son Ni (II)-tiolato y un radical de metil, dando como resultado metil-coenzima reductasa oxi-silent. Para diferenciar ambos procesos se deben de usar métodos espectroscópicos. La metil-coenzima M reductasa Me contiene un electrón impar, el cual da lugar a señales de una resonancia magnética electrónica, mientras que la metil-coenzima reductasa oxi-silent no lo hace. Uno de los principales problemas que hubo al momento de encontrar estos dos caminos era que el intermediario al reaccionar se consumía demasiado rápido, por lo que era difícil analizar estos mecanismos, pero un científico llamado Wongnate logro superar este obstáculo utilizando una coenzima B, esta modificación ralentizo lo suficiente la reacción como para lograr apreciar el primer intermediario. En resumen este artículo habla sobre como las metanógenas crean metano, lo que logran a través de la metil- coenzima M reductasa, pero la forma en la que logran crear esta coenzima no es del todo clara, por lo que se han propuesto dos posibles caminos para la producción de esta coenzima. La diferencia fundamental entre estos dos caminos es el intermediario que utiliza para la produccíon de la metil-coenzima M reductasa. Donde el mecanismo uno utiliza Metil- Ni organimetálico, y el dos Ni (II)-tiolato. Pero finalmente las investigaciones de un científico llamado Wongnate han dado evidencia de que la metalogénesis se inclina más por el segundo camino.
Reyes Torres Anya Miranda
ReplyDeleteAproximadamente se producen de 500 a 600 millones de toneladas de metano anualmente en todo el mundo. El 69% de esta potente gas invernadero es producido por Arqueas metanógenas. En algunos entornos, las emisiones de metano se compensan en parte por metano de las arqueas anaeróbicas y las bacterias aeróbicas. En metanógenos, el metil-coenzima M reductasa (MCR) es una enzima que utiliza un cofactor que contiene níquel (F430) para catalizar la etapa final de la síntesis de metano. El ciclo catalítico comienza con el cofactor F430 (que es un componente no aminoacídico de la enzima (metil coenzima M reductasa) Esta enzima cataliza la liberación de metano en el paso final de la metanogénesis y Solo se encuentra en arqueas metanógenas) en la forma reducida de Ni, pero lo que sucede a continuación no ha sido muy clara.Se investigaron dos mecanismos posibles. Los investigadores encontraron que los dos procesos se producen a la misma velocidad. La MCR es la enzima clave en la síntesis de metano por metanógenos. Su estructura cristalina (de MCR) está en el estado MCRox1 - silencioso, en el que el átomo de Ni en donde el cofactor F430 se une al grupo tiolato de SCOM. El mecanismo exacto por el cual tiene lugar la reacción MCR ha sido poco clara .
Las arqueas metanógenas son microorganismos procariontes-que no tienen núcleo ni orgánulos separados por membranas, etc.-Ellas obtienen su energía del metano (CH4). Las metanógenas son muy importantes ya que todas tienen algo en común; todas producen gas metano y son anaerobias, por eso se encuentran en ambientes con poco oxígeno y también donde hay descomposiciones orgánicas; aunque también las podemos encontrar en otro tipo de lugares. La metanogénesis es muy útil para todo el mundo. Gracias a ellas se puede convertir los residuos orgánicos en gas metano. Se da en los intestinos de muchos animales! y es muy necesaria para su nutrición. Nosotros producimos flatulencias que tienen metano. Y por supuesto, se cree que el metano tuvo un importante papel en cómo se expandió la vida en nuestro planeta; Durante los primeros 2000 millones de años, sólo existían estos organismos que producían metano-los organismos metanógenos-a la atmósfera y este metano, actuaba como filtro solar regulando la temperatura del planeta y dejando que las plantas y otros organismos que producían oxígeno proliferaran. Actualmente muchas personas no ven la importancia que tuvo y ahora sólo lo conocemos por su nocividad, porque es el creador del efecto invernadero que calienta a nuestro planeta, etc. pero no se dan cuenta que nosotros somos responsables también, no un gas. Lo tienen en un mal concepto y ni siquiera saben que lo usamos en el gas natural que usamos en nuestras casas.
El resumen esta bien en general pero en los primeros 200 millones de años NO habia plantas.....ni oxigeno. Esta algo enredada tu redacion
DeleteMethane, make it or break it.
ReplyDeleteBiochemical data resolve the controversy over how methanogenic archea produce methane.
Guadalupe Mateos Pimentel
La idea general de este articulo es dar a conocer y explicar como es que algunas bacterias pueden producir metano. Ya que se menciona al principio del articulo que el 69% del metano (un potente gas invernadero) emitido alrededor del mundo, es producido bilógicamente por archeas anaeróbicas, conocido como metanogenas, mencionándonos que dichas emisiones en algunos ambientes se compensan en parte por la oxidación de la ANME(arquea anaeróbica oxidante de metano) y bacterias metanotropicas aerobias.
El articulo se basa en la enzima metil-coenzima reductasa (MCR) en lo metanogenos para explicar la producción del metano. El MCR usa un actor que contiene Niquel (F450), la reacción del MCR es reversible y puede catalizar la primera etapa de oxidación del metano por ANME.
El articulo señala que el ciclo catalítico del MCR comienza con (F450) reduciendo el Nitrógeno pero que no esta muy claro que sucede posteriormente. MCR es difícil de estudiar por que el activo Ni I denominado MCRredI es extremadamente sensible a el oxigeno. Se menciona que se han investigado dos posibles mecanismos, el mecanismo I, un organometalico metil-Ni (III) intermediario es formado MCRme y en el mecanismo II un Ni (II)-tiloatato (MCRoxiI-silent)y una radical metil son producidos. Donde el MCRme que da una señal de resonancia paramagnética electrónica (EPR); en esta parte radica el problema de observar dichas señales ya que antes de esta primera reaccionan intermedios adicionales. También se menciona que los primeros autores usaron métodos de rápido enfriamiento químico para comparar las tarifas de MCRredI desaparecidas y a síntesis del metano.
El resultado del la experimentación de Wongtane uno de los autores del la investigación, fue que la intensidad de la señal de EPR de MCRredI disminuye un 90% a una velocidad similar que de síntesis de metano. Por tanto, el producto intermedio es EPRsilent, consistente con un Ni(II)-toloato del mecanismo II y no un metil-Ni(III) del mecanismo I o cualquier otra especie de Ni(III).
El articulo va concluyendo que la identificación de la sustancia intermedia da fin a mas de dos décadas de controversia y papara el terreno para la construcción de un mecanismo de consejo MCR. Sin embargo, varias preguntas clave siguen sin respuestas y así mismo dichas respuestas afectaran los esfuerzos para diseñar catalizadores biomédicos, ingeniería enzimática para la oxidación del metano y las vías biológicas sintéticas comercialmente viables.
El articulo me pareció muy interesante ya que se explican reacciones detalladas de como es que estas bacterias metanogenas pueden producir este gas y así mismo me deja la reflexión de como estas bacterias tienen la capacidad de llevar acabo tareas muy complejas.
bien!!
DeleteMÉRIDA ESCIDERO KARAL DANIELA
ReplyDelete“Methane — make it or break it. Biochemical data resolve the controversy over how methanogenic archaea produce methan”
Anualmente se emiten millones de toneladas de metano, que es un potente gas invernadero. Un porcentaje de este es producido por arqueas anaeróbicas conocidas como metanogénas. Se explican algunos procesos de cómo se puede compensar la emisión de metano con bacterias aeróbicas metanotropicas pero no los entendí muy bien pero sé que con ayuda del níquel puede catalizar la síntesis del metano y ya que la reacción es reversible también se puede catalizar la primera etapa de oxidación del metano. Pero aún no ha sido aclarado completamente todo por diferentes complicaciones como la sensibilidad al oxigeno pero Wongnate con ayuda de una coenzima pudo superar este obstáculo que al ser un átomo de carbono más corta provoca que la reacción sea más lenta y sea posible observar lo que sucede en la fase intermedia de las reacciones. Para confirmar dicho acontecimiento los autores realizaron el análisis con otra técnica espectrostópica. La identificación de la reacción intermedia de este proceso es muy importante ya que tal vez se pueda encontrar la forma de elaborar un mecanismo de consenso. Pero a pesar de todo esto aún quedan muchas preguntas sin responder.
Este articulo me costó mucho trabajo entenderlo, sin embargo lo que comprendí me parece muy interesante ya que los avances en la ciencia cada vez van siendo más complicados debido a que se encuentran cada vez más y más preguntas que responder y me impresiona como que los humanos siempre buscan las respuestas sin importar el tiempo que sea necesario.
Lawton T, Rosenzweig C. (2016) “Methane - make it or break it” Recuperado de http://science.sciencemag.org/ 03/06/2016.
bien!!
DeleteSÁNCHEZ FUENTES ROCÍO SARAHI
ReplyDeleteEl articulo nos habla de la gran producción de Metano que hay en el mundo, ya que alrededor de 500 a 600 millones de toneladas de gas invernadero son de este tipo; esto se debe a que las arqueas metanogenas producen Metano al momento de realizar su metabolismo, conocido como metanogénesis. En este proceso la coenzima metil M reductasa (MCR) utiliza un contenedor de níquel como cofactor para catalizar el último paso en la síntesis del metano; como se observa en las imágenes del articulo este cofactor se localiza en medio del F430 y funge como un intermediario en las reacciones de catalizar el metil donor (se reduce el Ni) o de oxidar el heterodisulfide, (Ni es activado), ya que es una reacción reversible.
El Ni activo ha sido difícil de estudiar debido a su sensibilidad ante el oxigeno, pero se ve presente en varios estados del MCR y en diferentes tipos de oxidaciones. Se analizaron en particular dos mecanismos por tener el mismo intermediario natural (Ni). El primer mecanismo se utiliza un EPR activo para formar MCRme. Mientras que en el segundo mecanismo se utiliza un EPRsilencioso y un Metil radical para la producción de MCRox-silent. Pero el problema recae en que las reacciones futuras se hacen por medio de Ni(III) (del mecanismo uno) y no puede ser observado fácilmente, por lo que utiliza una enzima B que es un átomo corto de carbono, y esta modificación es suficiente para observar al primer intermediario.
Con los resultados de las observaciones y los análisis, se dieron avances en el CoB6SH, ya que es limpia la intensidad del EPR en la MCR (es 90% similar a la síntesis de metano) y no presenta la apariencia del nuevo Ni(III); y para confirmar todos estos resultados se hicieron más observaciones espectroscópicas en distintos MCR, pero siempre se llego al mismo resultado a pesar de las diferencias en los mecanismos. Por lo tanto se puede confirmar que en la actualidad se conoce más del mecanismo de MCR en las arqueas metanogenas y así en la producción del metano, cerrando muchas incógnitas y abriendo paso a nuevas teorías.
bien!!
DeleteTovar Hernández Amanda Sofía
ReplyDeleteMetano, hacer o deshacer
Bioquímica resuelve la controversia acerca de cómo las arqueas metanógenas producen metano
En el ensayo hablaremos principalmente acerca de la importancia de la coenzima M reductasa (MCR), y los estudios que se realizaron con esta para llegar a la identificación de una sustancia intermedia.
Cerca de 500 o 600 millones de toneladas métricas de metano, un gas invernadero muy potente es producido en todo el mundo, el 69% de este gas es producido por bacterias archeas anaerobias conocidas como metanógenas.
En los metanogenos el metilo coenzima M reductasa (MCR) usa un cofactor que contiene niquel para catalizar el paso final de la síntesis de metano, la reacción de la MCR es reversible y también puede catalizar el primer paso en la oxidación del metano. El ciclo catalítico de la MCR comienza con el níquel en su forma reducida pero lo que pasa después es incierto.
La MCR es notablemente difícil de estudiar ya que el niquel activo que contiene es extremadamente sensible al oxígeno, asimismo, se han hecho varios estudios de la MCR para ver cuales son relevantes en la catálisis, se ha trabajado con la MCR con y sin sustratos y con diferentes estados de oxidación mas este dato sigue siendo incierto, aunque los científicos, trabajaron con dos mecanismos para obtener el mismo intermediario natural, también trabajaron con métodos de enfriamiento químico rápido y concluyeron que ambos procesos (el rango de la MCR y la síntesis del metano ) ocurrían en un mismo periodo. Para confirmar una sustancia intermediaria los científicos analizaron las mismas muestras con una técnica espectroscópica diferente, la técnica de magnetismo circular dicroísmo, gracias a la identificación con esta técnica se puede dar fin a dos décadas de controversia y a su vez esta información ha despertado cierto entusiasmo acerca de la superconductividad dentro de la parte fraccionaria cuántica, ya que la exitación de la mezcla de algunos modos podrían ser parafermios o aniones de Fibonacci, lo que indicaría que son exitaciones no abelianas ya que no se comportan como bosones ni como fermios y eso a su vez ha despertado un enorme interés para su utilidad potencial en el computo topológico cuántico.
El artículo me pareció difícil de comprender, sin embargo nunca dejó de ser interesante ni de proporcionarme información que yo desconocía totalmente.
Bien!!
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ReplyDeleteCruz Vargas Erick Leonardo.
ReplyDeleteLa gran producción de metano a nivel mundial es uno de los temas con los que inicia el texto pues el gas invernadero es de este linaje debido a las archeas metanógenas que al momento de realizar su metabolismo, producen metano, denominado metanogénesis, como en todos los procesos, éste utiliza el metil coenzima M reductosa para catalizar la síntesis del metano. El MCR ha resultado difícil de estudiar pues el Ni(I) es sumamente sensible ante el oxígeno.
Para poder observar el primer intermedio se logró ralentizar la reacción por medio de una modificación usando coenzima B. Para comparar la tasa de desaparición y síntesis del metano los autores utilizaron métodos químicos de enfriamiento y de flujo detenido, en donde encontraron que se producen a la misma velocidad, sin embargo las reacciones posteriores son el problema real pues no pueden ser observados fácilmente.
Al final, se da a entender que existe un conocimiento basto en las diferencias que presentan los mecanismos y podemos dar paso a nuevas teorías y despejar dudas acerca de la producción del metano, todo gracias a los avances y a la curiosidad del hombre que no se da por vencido y busca maneras de resolver todas las incógnitas posibles, aunque siempre estará todo esto en constante cambio.
bien
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ReplyDeleteSABINA YETLANEZI SÁNCHEZ OLIVERA
ReplyDeleteNuestro conocimiento acerca del metabolismo de algunas bacterias es realmente muy pobre, sabemos que forman parte importante de los ciclos biogeoquímicos y de la transformación de algunos compuestos en otros a través de su respiración, sin embargo, desconocemos cómo sucede, desconocemos las reacciones, enzimas e intermediarios que están involucrados a lo largo de todo el proceso, es por eso que a través de múltiples experimentos y artefactos tratamos de encontrar una respuesta a estos huecos. En el caso de las arqueas anaerobicas oxidadoras de metano (ANME), que son las principales reductoras del metano, se creía que había dos posibles mecanismos responsables de la oxidación de metano, para esto se utilizaron diferentes métodos para entender mejor lo que sucedía.
La metil coenzima M reductasa (MCR) es la encargada principal de catalizar el primer paso de la oxidación de metano en las ANME, sin embargo esta reacción es reversible y la misma MCR en las ANME, unida a el cofactor F430 que contiene niquel, se encarga del último paso en la síntesis del metano en metanógenas, es decir, la misma enzima presente en dos bacterias diferentes se encarga de hacer síntesis de metano en una, como la reducción del mismo en otra.
Se sabe que el ciclo catalítico de la MCR comienza en el cofactor F430 en la forma reducida de Ni (I), pero no se sabe bien qué es lo que ocurre después. Se creía que podía tener 2 posibles mecanismos diferentes, los cuales se diferenciaban principalmente por su intermediario, por lo que el objetivo es identificar al intermediario para determinar el tipo de mecanismo que se utiliza, por lo que el artículo en general trata sobre los descubrimientos acerca de evidencia a favor de uno de ellos y el procedimiento que se siguió para llegar a estos resultados.
El primer posible mecanismo es denominado el MCRme(I) el cual se caracteriza por tener un intermediario organometálico metil-Ni (III) y el segundo mecanismo posible es el MCRoxl-silent que produce un tiolato-Ni (II) y un radical de metil. Para poder determinar el intermediario y por consiguiente el mecanismo de esta reacción se utilizaron diferentes métodos para tratar de entender que es lo que realmente pasaba y quienes estaban involucrados, sin embargo, desde el inicio se presentaron algunos problemas debido a que no era posible identificar el tipo de intermediario que participaba en la reacción debido a que como cualquier intermediario, este aparece y desaparece demasiado rápido, por lo que el nuevo reto era ralentizar la reacción lo suficiente para generar muestras RFQ (rapid-freeze quench) de varios momentos de la reacción durante el primer minuto y junto con los resultados de las señales de resonancia paramagnética (EPR) determinar el intermediario involucrado.
El RFQ ayudó a determinar que la taza de desaparición del estado activo del Ni (I) y la síntesis del metano ocurrían al mismo tiempo, por lo que, esta información era incongruente con el mecanismo uno, sin embargo, era tangible en el mecanismo 2 donde el radical metil reaccionaba rápido para formar metano. Una vez obtenida esta información, se procedió a ralentizar la reacción, para la cual, se utilizó una coenzima (CoB6SH), que es parecida a la CoBSH presente en la MCR, la diferencia radica en que la CoB6SH tiene un átomo menos, por lo que ralentiza la reacción, permitiendo atrapar e identificar el intermediario. Después de utilizar la CoB6SH para ralentizar la reacción, se hicieron muestras congeladas de varios momentos en el primer minuto de la reacción y colectaron espectro EPR. Se utilizó el EPR porque la diferencia principal entre ambos posibles mecanismos es que el MCRme se caracteriza por tener un electrón no apareado por lo que emite una señal EPR, sin embargo el MCRoxl-silent no emite ninguna señal, por lo que se deduce que después de ralentizar la reacción suficiente, y atrapar al intermediario, si este emitía una señal EPR significaría que el MCRme sería el responsable, por el contrario si no emitía ninguna señal, se trataría del MCRoxl-silent.
muy bien!
DeleteSABINA YETLANEZI SÁNCHEZ OLIVERA
ReplyDeleteEl resultado de la resonancia paramagnética para el estado activo del niquel (I) (MCRred1) fue que la señal EPR que emite, disminuye en un 90% a una velocidad similar a la de la síntesis del metano, sin la aparición de una nueva señal (esta nueva señal es la relacionada al intermediario que se busca), como no se emitió señal, sabemos que el mecanismo 2 es el responsable debido a que produce un tiolato-Ni (II), el cual no emite señal EPR. A pesar de los resultados obtenidos, se realizó una prueba más para confirmar la identidad del intermediario, para esto se analizaron las mismas muestras con otra técnica estereoscopica, que fue la del dicromismo circular magnético, la cual arrojó resultados que confirmaban los ya obtenidos por el EPR, finalmente ambos resultados fueron reforzados por la combinación de análisis termodinámicos computacionales y experimentales.
A pesar de este nuevo descubrimiento, se sigue ignorando gran parte de todo el proceso en la MCR y cuáles son los factores que influyen en la dirección de las reacciones en este mecanismo reversible tanto en ANME como en metanógonenas
otro pedacito...muy bien pero largo
DeleteMARÍA JOSÉ BELMONT GARCÍA
ReplyDeleteEste artículo se centra principalmente en el metano, un gas de efecto invernadero que abunda en nuestro planeta (con emisiones de aproximadamente 500 a 600 millones de toneladas anualmente); pero específicamente el autor habla sobre el proceso de síntesis de metano, el cual llevan a cabo algunas arqueas anaerobias conocidas como metanógenos. En dichos organismos esta reacción involucra a la metil-coenzima reductasa (MCR) que utiliza un cofactor de níquel para catalizar la última etapa de esta síntesis. Debido a que el MCR es muy difícil de estudiar por su alta sensibilidad al oxigeno se identificaron dos posibles mecanismos, que en el artículo están identificados como I y II, estos tenía como intermediarios dos diferentes tipos de níquel.
Para entender los dos diferentes casos fueron analizados mediante diferentes métodos espectroscópicos, el primero consistía en evaluar la resonancia paramétrica de electrones, donde se encontró que el mecanismo I contiene un electrón no emparejado, que a comparación del mecanismo II no mostro ninguna resonancia. Posteriormente para conocer lo que sucede cuando reaccionan los intermediarios fue necesario la utilización de una Coenzima B (CoBSH) que ayudo a retardar la reacción para evaluar los tipos de MCR . A pesar de que los dos mecanismos ocurrían a la misma velocidad se encontró (Por medio de otro método espectroscópico conocido como MCD) que en el segundo el níquel es coordinado por un grupo tiolato de la coenzima M (SCoM), que favorece mucho más a este mecanismo.
Este descubrimiento brinda un nuevo panorama de posibilidades para la construcción de este tipo de mecanismo, e incluso si se llegara a conocer que factor influye en la dirección de la reacción se podría tener una reacción inversa, donde se rompería el metano. A mi parecer estos dos caminos de la reacción representan elementos esenciales para el desarrollo de vías biológicas sintéticas ya que a pesar de que este gas es considerado generalmente nocivo, juega un papel muy importante en organismos como las arqueas anaerobias que se presentaron en un inicio cuya vía metabólica se basa principalmente en este hidrocarburo.
bien
DeleteALUMNA: RODRIGUEZ BLANCO FERNANDA
ReplyDeleteAnualmente se produce alrededor de 500 a 600 millones de toneladas de metano en todo el mundo. Pero aproximadamente un 69% de esta producción se debe a la acción de arqueas metanógenas. Estos microorganismos procariontes, viven en medios estrictamente anaerobios y obtienen energía mediante la producción de metano (CH4).
El metabolismo que realizan dichas arqueas se denomina metanogénesis; la bioquímica en este proceso resulta ser bastante compleja porque las enzimas o cofactores que participan tienen una estrecha relación de la que aún no se tiene un estudio completo.
La producción de metano en algunos ambientes se debe a ANME (anaerobic methane oxidizing archaea). El articulo habla principalmente de la enzima metil-coenzima m reductasa (MCR) que utiliza un cofactor que contiene níquel ( F430) , el cual participa en el último paso de la síntesis de metano. Se sabe que la reacción de MCR es reversible y también puede catalizar en el primer paso de la oxidación de metano llevada a cabo por ANME; el ciclo catalítico de MCR comienza con el cofactor F430 que se encuentra reducido a la forma de Ni (I), pero el problema aparece después de este paso, ya que aún no hay evidencia de lo que ocurre exactamente, por ejemplo, hasta esta investigación no se sabía que sucede Ni(II) tiolato. Principalmente se estudiaron dos posibles estados de Ni; el primero es MCRme (organometallic methyl-Ni(III) intermediate) , donde tiene lugar un tipo de señal llamada resonancia paramagnética electrónica (EPR).
El segundo mecanismo, MCR ox1-silent (Ni(II)thiolate) , no tiene EPR, por lo tanto el problema es la falta observación de tales señales . Sin embargo se trató de resolver el problema, utilizaron la coenzima B (CoBSH) que permite que esta resonancia sea un poco más lenta y así observar al primer intermediario.
Los investigadores también utilizaron métodos de rápido enfriamiento químico para comparar la velocidad con la que MCRred 1 desaparece y realiza la síntesis del metano. El resultado fue algo inconsistente comparado con el mecanismo 1.Por otra parte, se concluyó que la intensidad de resonancia en MCRredI disminuye un 90% , esto es una velocidad similar a la síntesis de metano cuando no se tiene una señal de Ni(III). Por tanto, el producto intermedio es EPRsilent, consistente con un Ni(II)-tioloato (mecanismo II ) y no un metil-Ni(III) del mecanismo I o cualquier otra especie del mismo.
Con esto se entiende que el proceso es bastante complejo, no es fácil saber la forma exacta en la que estos intermediarios o cofactores trabajan para llevar a cabo la síntesis final del metano. Aún quedan muchas preguntas por resolver, por ejemplo, se sabe que MCR puede ser reversible, pero qué factores influyen en la dirección de la reacción. Hay detalles que aún no son conocidos y por otro lado, se debe de verificar lo que ya se sabe de acuerdo a los resultados que arrojó está investigación. Finalmente, el entendimiento de estos organismos permite a la comunidad científica realizar mejores trabajos en ecología, o, estudiar la importancia que tienen en el ciclo del carbono y en la degradación de materia orgánica.
bien!
DeleteFRANCO FLORES EMMANUEL
ReplyDeleteCon la noticia de que más de 500 millones de toneladas métricas de metano se emiten anualmente en todo el mundo y que aproximadamente 69% de este metano se produce biológicamente por arqueas anaeróbias conocidas como metanógenas, se tiene el problema de procesar este gas, ya sea oxidándolo o fragmentándolo. ¿Cómo hacerlo? En algunos entornos, las emisiones de metano se compensan en parte por la oxidación del metano de arqueas anaerobias (ANME) y las bacterias aeróbicas metanotrópicas. Pero puede haber otra salida, la utilización dela enzima MCR:
En metanógenos, el metil-coenzima M-reductasa (MCR) utiliza un cofactor que contiene níquel (F430) para catalizar la etapa final de la síntesis de metano, aunque esta es reversible y puede catalizar la primera etapa de oxidación del metano por ANME y en metanógenos, esta enzima se utiliza para catalizar la etapa final de la síntesis de metano.
El ciclo catalítico esta enzima comienza con F430 en forma reducida Níquel(1), pero lo que sucede a continuación ha sido poco claro. Wongnate reporta evidencia de un Ni(2) intermedio-tiolato.
Esta enzima,(MCR) es notoriamente difícil de estudiar debido a que es extremadamente sensible al oxígeno, no está claro si es relevante para la catálisis.
Se han investigado dos mecanismos posibles.
La característica distintiva de los dos mecanismos es la naturaleza del primer intermedio.
En el mecanismo 1, una de metilo organometálico Ni(3) intermedia está formada (MCRme).
En el mecanismo 2, una batería de Ni(2)-tiolato (MCRox1-silent) y se produce un radical metilo.
Los autores de estos mecanismos usaron primero un flujo detenido y los métodos químicos de enfriamiento rápido para comparar las tasas de desaparición de MCRred1 y de la síntesis de metano.
Ellos encontraron que los dos procesos se producen a la misma velocidad. Esta observación es incompatible con el mecanismo del proceso 1, que implica la formación de la metil-Ni(3) intermedio comparativamente estable. En lugar de ello, la cinética de soporte del mecanismo 2, en la que el radical metilo reaccionaría rápidamente para formar metano.
El resultado es claro: La intensidad de la señal de EPR de MCRred1 disminuye en 90% a una tasa similar a la de la síntesis de metano, sin la aparición de una nueva señal atribuible a Ni(3).
Para confirmar la identidad del intermedio, los autores analizaron las mismas muestras con otra técnica espectroscópica, dicroísmo circular magnético (MCD).
Los espectros de MCD de la puesta en MCRred1 y muchas otras formas de MCR son distintos. Esta evidencia directa de una batería de Ni(2) tiolato se ve reforzada aún más por termodinámica computacional y experimental combinado análisis que favorecen fuertemente mecanismo 2. La identificación del producto intermedio pone fin a más de dos décadas de controversia y prepara el terreno para la construcción de un mecanismo de MCR consenso. Sin embargo varias preguntas clave siguen sin respuesta,. Por ejemplo, se pueden observar los intermedios radicales en la primera etapa de la reacción? Mirando más allá de la primera etapa de la reacción, los cambios que traen SCOM obligando a F430 a estar lo suficientemente cerca de CoB6SH reaccione siguen sin estar claros. Por último, no proceda la oxidación del metano anaerobio mediante el mecanismo inverso, y, en caso afirmativo, ¿qué factores influyen en la dirección de la reacción?
Las respuestas a estas preguntas afectarán los esfuerzos para diseñar catalizadores biomiméticos, enzimas de ingeniería para la oxidación del metano, y las vías biológicas sintéticas comercialmente viables. Estamos un paso más cerca de saber qué hacer que el metano; También vamos a ser capaces de fragmentarlo?...Esta probabilidad es por demás muy importante, si se logra reducir la cantidad de metano que se emite a la atmósfera estaremos mejorando la calidad de vida en nuestro planeta, ya sea oxidándolo o fragmentándolo en hidrocarburos mas sencillos.
bien!
DeleteDel Río Písula María Sara
ReplyDeleteEl 69% del metano emitido anualmente en el planeta es producido biológicamente por archaeas comúnmente llamadas “metanógenas”. En los metanógenos, la metil-coenzima M reductasa (MCR) utiliza un cofactor con níquel (F430) para catalizar el último paso de la síntesis del metano. La reacción MCR es reversible y podría catalizar el primer paso de la oxidación anaerobia del metano (OAM) por archaeas. Es difícil estudiar la reacción MCR porque el estado activo del Ni(I) es extremadamente sensible al oxígeno. Varios estados de MCR con y sin sustratos y en diferentes estados de oxidación han sido caracterizados, sin embargo, aún queda poco claro cuáles son relevantes a la catálisis. Se han estudiado 2 posibles mecanismos que varían según el intermediario: En el mecanismo I se forma un intermediario organometálico de Ni III (MCR-Me); En el mecanismo II se producen un Ni(II)tiolato (MCR-ox1-silent) y un radical metil. Las 2 especies de Ni son distinguibles a través de métodos espectroscópicos. En el experimento comprobaron que el espectro del intermediario en la reacción se asemejaba al del mecanismo II. Gracias a este experimento estamos más cerca de saber cómo hacer metano, sin embargo, aún quedan muchas preguntas por contestar.
Del Río Písula María Sara
ReplyDeleteEl 69% del metano emitido anualmente en el planeta es producido biológicamente por archaeas comúnmente llamadas “metanógenas”. En los metanógenos, la metil-coenzima M reductasa (MCR) utiliza un cofactor con níquel (F430) para catalizar el último paso de la síntesis del metano. La reacción MCR es reversible y podría catalizar el primer paso de la oxidación anaerobia del metano (OAM) por archaeas. Es difícil estudiar la reacción MCR porque el estado activo del Ni(I) es extremadamente sensible al oxígeno. Varios estados de MCR con y sin sustratos y en diferentes estados de oxidación han sido caracterizados, sin embargo, aún queda poco claro cuáles son relevantes a la catálisis. Se han estudiado 2 posibles mecanismos que varían según el intermediario: En el mecanismo I se forma un intermediario organometálico de Ni III (MCR-Me); En el mecanismo II se producen un Ni(II)tiolato (MCR-ox1-silent) y un radical metil. Las 2 especies de Ni son distinguibles a través de métodos espectroscópicos. En el experimento comprobaron que el espectro del intermediario en la reacción se asemejaba al del mecanismo II. Gracias a este experimento estamos más cerca de saber cómo hacer metano, sin embargo, aún quedan muchas preguntas por contestar.
demasiado corto, un poco mas de esfuerzo a la próxima
Deletedemasiado corto, un poco mas de esfuerzo a la próxima
DeleteLÓPEZ VELÁZQUEZ NADIA SARAY
ReplyDeleteMethane –Make it or break it
Grandes cantidades de metano, un potente gas de efecto invernadero, se emiten en todo el mundo y al rededor del 69% de ese metano es producido por las arqueas anaerobias denominadas metanógenas. En algunos medios estas mismas emisiones se ven contrarrestadas por las Arqueas Anaerobias Oxidantes de Metano (ANME) y por las bacterias aerobias metanotroficas. Para el caso de las metanógenas la Metil Coenzima M Reductasa (MCR) utiliza un cofactor que contiene Niquel (F430) para catalizar la última etapa de la síntesis del metano y la primera etapa de la oxidación del metano por ANME.
El ciclo catalítico de MCR inicia con F430 en la forma reducida de Ni (I), sin embargo resulta complicado de estudiar ya que el activo Ni (I) es extremadamente sensible al oxígeno, debido a ello en el artículo se han planteado dos posibles mecanismos. En el mecanismo 1 el compuesto organometálico metil Ni (III) intermedio, es formado por MCRme que al tener un electrón desapareado da lugar a la Resonancia Paramagnética Electrónica (EPR). Mientras que en el mecanismo 2 se producen Ni (II) tiolato y un radical metilo. El problema surge cuando se dificulta la observación de las señales o ni siquiera se presentan, en ese caso los investigadores dieron uso de la Coenzima B (CoBSH) para ralentizar la velocidad de la reacción y poder observar el primer intermediario.
Los investigadores también emplearon métodos químicos de enfriamiento rápido para comprobar los ritmos de la desaparición y síntesis del metano, fue aquí donde por un lado observaron inconsistencias con el mecanismo 1 pero por el otro, el radical metilo hacía reaccionar rápidamente para formar metano (mecanismo 2). Como resultado obtuvieron que el intermedio es EPRsilent consistente con un Ni (II) tiolato. Se intentó confirmar las identidades intermedias mediante otra técnica llamada Dicroísmo Magnético Circular (MCD) cuyo análisis también favorece al mecanismo 2.
El artículo destaca claramente la importancia de la identificación de los intermediarios para llevar a cabo la síntesis del metano, lo cual representa una expansión en el campo de la biología sintética y da lugar a diversos procesos industriales cuyo aprovechamiento resultaría benéfico si se atiende correctamente a las cuestiones ecológicas que se vean implicadas en los procesos mismos. Sin duda las aplicaciones que supone el uso del metano son muy variadas obteniendo grandes resultados tanto sintetizándolo como rompiéndolo.
bien
DeleteLÓPEZ VELÁZQUEZ NADIA SARAY
ReplyDeleteMethane –Make it or break it
Grandes cantidades de metano, un potente gas de efecto invernadero, se emiten en todo el mundo y al rededor del 69% de ese metano es producido por las arqueas anaerobias denominadas metanógenas. En algunos medios estas mismas emisiones se ven contrarrestadas por las Arqueas Anaerobias Oxidantes de Metano (ANME) y por las bacterias aerobias metanotroficas. Para el caso de las metanógenas la Metil Coenzima M Reductasa (MCR) utiliza un cofactor que contiene Niquel (F430) para catalizar la última etapa de la síntesis del metano y la primera etapa de la oxidación del metano por ANME.
El ciclo catalítico de MCR inicia con F430 en la forma reducida de Ni (I), sin embargo resulta complicado de estudiar ya que el activo Ni (I) es extremadamente sensible al oxígeno, debido a ello en el artículo se han planteado dos posibles mecanismos. En el mecanismo 1 el compuesto organometálico metil Ni (III) intermedio, es formado por MCRme que al tener un electrón desapareado da lugar a la Resonancia Paramagnética Electrónica (EPR). Mientras que en el mecanismo 2 se producen Ni (II) tiolato y un radical metilo. El problema surge cuando se dificulta la observación de las señales o ni siquiera se presentan, en ese caso los investigadores dieron uso de la Coenzima B (CoBSH) para ralentizar la velocidad de la reacción y poder observar el primer intermediario.
Los investigadores también emplearon métodos químicos de enfriamiento rápido para comprobar los ritmos de la desaparición y síntesis del metano, fue aquí donde por un lado observaron inconsistencias con el mecanismo 1 pero por el otro, el radical metilo hacía reaccionar rápidamente para formar metano (mecanismo 2). Como resultado obtuvieron que el intermedio es EPRsilent consistente con un Ni (II) tiolato. Se intentó confirmar las identidades intermedias mediante otra técnica llamada Dicroísmo Magnético Circular (MCD) cuyo análisis también favorece al mecanismo 2.
El artículo destaca claramente la importancia de la identificación de los intermediarios para llevar a cabo la síntesis del metano, lo cual representa una expansión en el campo de la biología sintética y da lugar a diversos procesos industriales cuyo aprovechamiento resultaría benéfico si se atiende correctamente a las cuestiones ecológicas que se vean implicadas en los procesos mismos. Sin duda las aplicaciones que supone el uso del metano son muy variadas obteniendo grandes resultados tanto sintetizándolo como rompiéndolo.
bien!
DeleteMonroy Guzmán Camila
ReplyDeleteValeria Souza
31 de agosto de 2016
Methane-make it or break it
Biochemical data resolve the controversy over how methanogenic arches produce methane.
Casi el 70% Del metano producido es emitido por la archea methanogenes, en los cuales se utiliza en MCR (reversible) para completar la síntesis del metano y puede catalizar el primer paso de la oxidación del metano por ANME. Algunas emisiones de metano son hechas por anaerobic Methane oxidizing archaea (ANME)
El ciclo catalítico comienza con F(430) a la reducción del Ni(I)
Se han investigado dos posibles mecanismos In mechanism I, an organometallic methyl-Ni(III) intermediate is formed (MCRMe, contiene un electrón 'paramagnetic I resonance (Epr) signal); in mechanism II(kinetics support) a Ni(II)thiolate (MCRox1-silent) and a methyl radical are produced (see the figure, panel C), en este mecanismo, el methyl actúa rápidamente para formar metano. Por medio de espectroscopía se distinguen las dos especies de niquel, sobre todo el MCRme que contiene un electrón impar, lo cual implica una señal de resonancia que es un problema para su observación, en el experimento de Wognate, utilizó la coenzima CoBSH.
Wongnate logró alentar la reacción lo suficiente para observar the first intermediate, encontró que los dos procesos (antes mencionados) ocurren unísono, esta observación debe envuelve una formación comparativa. Al final, Wongnate obtuvo un resultado claro: The intensity of the EPR signal from MCRred1 decreases by 90% at a q rate simi-lar to that of methane synthesis, without the appearance of a new signal attributable to Ni(III)
Para confirmar el resultado, analizó las muestras en otro espectroscopio, MCD. Salió una evidencia directa de Ni(II)-thiolate reforzada por la combinación de análisis computacionales y experimentales termodinámica.
A pesar de haber dado este gran paso entre los dos mecanismos, quedan muchas incertidumbres y campo de estudio, observaciones necesarias que no se sabe si pueden ser observadas.
bien
DeleteIntermediario encontrado en el mecanismo de MCR; se resuelven algunas controversias de más de dos décadas.
ReplyDeleteKaren Lizbeth Claro Mendoza
La producción biológica de metano es catalizada por un grupo de arqueas anaerobias estrictas llamadas metanógenos (Madigan, et al. 2015)
La metil- coenzima M reductasa (MCR) hace uso de F430 para catalizar en el paso final la síntesis del metano. El ciclo catalítico de MCR comienza con F430 pero lo que sucede después no está del todo claro, según Lawton y Rosenzweig, autores de este artículo.
La identificación del intermediario ente Ni (I) y la síntesis del metano en el mecanismo de MCR duró más de dos décadas. “Duró”, ya que en este año en la revista Science, Wognate et al., reportó evidencia de un Ni(II)-thidato intermedio. El MCR es difícil de estudiar ya que este es muy sensible al oxígeno, pero el equipo de Investigación de Wognate investigó dos posibles mecanismos: (Mecanismo I) Un órgano-metálico metil. Ni(III) intermedio es formado (MCRMe) (Mecanismo II) Un Ni (II)-thiolato (MCR oxi-scilent). Los dos tipos de Ni pueden ser distinguidos por técnicas de espectroscopia sin embargo el problema era observar las señales (o la falta de ellas) antes de que el primer intermediario reaccionara. Para resolver esto, se uso la Co6BHS análoga a la original, con la diferencia de que tiene un C menos, lo cual permitió que el proceso se alentara para poder observar a dicho intermediario.
Se encontró que dos procesos ocurren al mismo instante lo que descartó el mecanismo 1. Posteriormente se usó a Co6B6SH para atrapar y caracterizar al intermediario que se suponía. Se generaron enfriamientos rápidos y colectaron el espectro de EPR obteniendo que se trataba de EPR scilent, consistente con Ni (II)-thiolato. Para confirmar el mecanismo 2, analizaron las mismas muestras con otra técnica de microscopía: dicroísmo circular magnético.
Aún quedan diversas preguntas por resolver, sin embargo: “estamos a un paso de saber cómo hacer metano, ¿seremos capaces de también romperlo?”
Lawton, T.J. y Rosenzweig, C.A. (2016) Methane- make it or brake it. Science: 352, 6288 pp. 892-893.
Madigan, M. T., Martinko, J. M., y Parker, J.(2015) Brock Biología de los Microorganismos. 14ª edición. Madrid: PEARSON.
bien
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ReplyDeleteSánchez Herrera Victoria Abigail
ReplyDeleteMethane- make it or break it
Un paso más hacia la comprensión de la producción del metano.
Las arqueas anaerobias que producen metano son conocidas como metanógenas y son responsables de la producción anual de casi el 70% del metano del planeta. El proceso mediante el cual lo producen aún no se conoce por completo, sin embargo recientemente se ha aclarado una parte más del rompecabezas.
La enzima MCR usa al cofactor F430 para catalizar el último paso en la producción de metano, este ciclo catalítico inicia con el catión de níquel de F430 en forma reducida, pero lo que pasa después aún no ha sido definido debido a la dificultad de estudiar a esta enzima. Se habían estudiado dos modelos con anterioridad, los cuales variaban en su primer intermediario, recientemente Wongnate y otros lograron disminuir la velocidad de reacción de MCR, lo cual les permitió obtener evidencia de la presencia del intermediario del segundo modelo propuesto; lo cual nos acerca un poco más a entender el proceso de síntesis de metano y quizás también de su descomposición, lo cual tendría grandes aplicaciones tecnológicas, como podría ser la disminución de la concentración de este gas de efecto invernadero.
Me parece interesante como se refleja en el artículo que lo que conocemos del mundo está muy limitado por los instrumentos con que contamos para estudiarlo.
Lawton, T.J.; Rosenzweig, A.C. (2016) Methane- make it or break it. Science: 352, 6288, p. 892-893.
bien
DeleteAntal Moreno Espinosa
ReplyDeleteEl artículo nos brinda una introducción que se trata sobre la gran cantidad de metano que se produce anualmente y de cómo gran parte de esta cantidad proviene de arqueas anaerobias llamadas metanógenas. La enzima que realiza la última parte o paso de la síntesis del metano en estos organismos es la metil-coenzima M reductasa (MCR), la cual usa como cofactor el níquel (Ni). Lo interesante de este proceso es que esta última reacción es reversible. El problema al que se enfrentan al intentar estudiar dicha enzima es que la MCR es extremadamente sensible al oxígeno. No es claro el mecanismo o proceso que demuestre el desarrollo de la catálisis de esta enzima, por lo que se tienen dos teorías: una con Ni(III) y otra con Ni(II). Los estudios favorecieron la teoría o propuesta con el Ni(II). Este acontecimiento acabó con décadas de controversia e incógnita; sin embargo, varias preguntas clave continúan sin ser respondidas.
Se me dificultó mucho este artículo ya que habla de proceso bioquímicos de los cuales no tengo casi nada de conocimiento. Me gustó bastante la última frase, ya que deja una pregunta que representa lo abismal que es algo que pareciera ser insignificante, como la síntesis del metano.
bien!
DeleteGariglio Rangel Aldo Fabián
ReplyDeleteMethane- make it or break it
De todo el metano producido en la tierra, el 70% es generado por un tipo de arqueas anaeróbicas llamadas metanógenas. Buena parte de estas emisiones de metano es utilizado (oxidándolo) por otras arqueas anaeróbicas, en este caso llamadas metanótrofas (ANME, por sus siglas en inglés). Las metanógenas utilizan la metil coenzima M reductasa (MCR, por sus siglas en inglés), la cual contiene un cofactor con níquel (F430), en el último paso de la síntesis de metano. El MCR también es usado por las metanótrofas en el primer paso de la oxidación. Aunque se sabe que el ciclo catalítico MCR comienza con F430 en la forma reducida Ni(I), los pasos posteriores no están claros todavía. Es muy difícil estudiar el MCR en la fase en la que el Ni(I) está activado (MCRred1) puesto que reacciona muy fácilmente al oxígeno.
Se consideraba la existencia de dos posibles formas de generar el metano: en la primera el Ni(III) organometálico funge como un intermediario formado por MCRred1; el el segundo caso se produce un Ni(II) tiolado (MCRox1-silenciador) junto con un metil radical. Los dos tipos de Ni pueden ser identificados mediante espectroscopía. En particular el MCRme, al contener un electrón desapareado genera una señal de resonancia paramagnética (corta debido a la rapidez en que se transforma esta molécula) mientras que MCRox1-silenciador no la genera. La señal de la MCRme es muy corta debido a que esta molécula rápidamente reacciona para formar metano, por lo cual se ha tenido que usar la coenzima B (CoBSH) unida a su último carbón con lo cual se logra ralentizar la reacción. Se encontró que ambos procesos ocurren simultáneamente.
Con la CoB6SH se logró atrapar y caracterizar al intermedio elusivo. Se detectó mediante espectrometría que la señal de MCRred1 se reducía casi completamente, igual que la reducción de la producción de metano, sin que apareciera ninguna señal atribuible a Ni(III). Esto implicó que el mecanismo I no estaba en funcionamiento. Para confirmar este hallazgo se usó dicroísmo circular magnético (es decir, cuando un objeto presenta dos coloraciones diferentes dependiendo del ángulo en que se le mire), con lo cual se cierra un debate de más de dos décadas sobre el proceso intermedio en la generación de metano por parte de arqueas.
Lawton, T.J.; Rosenzweig, A.C. (2016) Methane- make it or break it. Science: 352, 6288, p. 892-893.
bien!!
DeleteThis comment has been removed by the author.
ReplyDeleteOmar Josue Obregón Portugal
ReplyDeleteMethane— make it or break it Biochemical data resolve the controversy over how methanogenic archaea produce methane
Este artículo nos habla del proceso de producción de metano por algunas arqueas anaeróbicas también conocidas como metanógenas, las cuales son las responsables de producir cerca del 69% del gas metano emitido a la atmosfera anualmente. Aunque cabe señalar que en algunos ambientes las emisiones de metano son parcialmente compensadas por ACME (arqueas anaeróbicas oxidantes de metano) y por bacterias aerobias metanotrópicas.
En las metanógenas la metil-coenzima M reductasa utiliza un cofactor que contiene níquel para catalizar el último paso de la síntesis del metano. Se sabe que el ciclo catalítico se la metil-coenzima M reductasa comienza con la forma reducida del Niquel, Ni (I). Pero lo que sucede después no es totalmente claro.
Además de esto, el Niquel (I) es su estado determinado es extremadamente sensible al oxígeno, lo que dificulta el estudio del proceso de la catálisis de la metil-coenzima M reductasa. Pero recientemente se han estado estudiando dos posibles mecanismos sobre este proceso, cuya diferencia entre si es el origen del primer intermediario. En el mecanismo 1 el intermediario formado es un Metil- Ni organimetálico, dando como resulado una metil-coenzima M reductasa Me. Mientras que en el 2 los intermediarios que son Ni (II)-tiolato y un radical de metil, dando como resultado metil-coenzima reductasa oxi-silent.
Para diferenciar ambos procesos se deben de usar métodos espectroscópicos.
La metil-coenzima M reductasa Me contiene un electrón impar, el cual da lugar a señales de una resonancia magnética electrónica, mientras que la metil-coenzima reductasa oxi-silent no lo hace.
Uno de los principales problemas que hubo al momento de encontrar estos dos caminos era que el intermediario al reaccionar se consumía demasiado rápido, por lo que era difícil analizar estos mecanismos, pero un científico llamado Wongnate logro superar este obstáculo utilizando una coenzima B, esta modificación ralentizo lo suficiente la reacción como para lograr apreciar el primer intermediario.
En resumen este artículo habla sobre como las metanógenas crean metano, lo que logran a través de la metil- coenzima M reductasa, pero la forma en la que logran crear esta coenzima no es del todo clara, por lo que se han propuesto dos posibles caminos para la producción de esta coenzima. La diferencia fundamental entre estos dos caminos es el intermediario que utiliza para la produccíon de la metil-coenzima M reductasa. Donde el mecanismo uno utiliza Metil- Ni organimetálico, y el dos Ni (II)-tiolato. Pero finalmente las investigaciones de un científico llamado Wongnate han dado evidencia de que la metalogénesis se inclina más por el segundo camino.
Omar Josue Obregón Portugal
ReplyDeleteMethane— make it or break it Biochemical data resolve the controversy over how methanogenic archaea produce methane
Este artículo nos habla del proceso de producción de metano por algunas arqueas anaeróbicas también conocidas como metanógenas, las cuales son las responsables de producir cerca del 69% del gas metano emitido a la atmosfera anualmente. Aunque cabe señalar que en algunos ambientes las emisiones de metano son parcialmente compensadas por ACME (arqueas anaeróbicas oxidantes de metano) y por bacterias aerobias metanotrópicas.
En las metanógenas la metil-coenzima M reductasa utiliza un cofactor que contiene níquel para catalizar el último paso de la síntesis del metano. Se sabe que el ciclo catalítico se la metil-coenzima M reductasa comienza con la forma reducida del Niquel, Ni (I). Pero lo que sucede después no es totalmente claro.
Además de esto, el Niquel (I) es su estado determinado es extremadamente sensible al oxígeno, lo que dificulta el estudio del proceso de la catálisis de la metil-coenzima M reductasa. Pero recientemente se han estado estudiando dos posibles mecanismos sobre este proceso, cuya diferencia entre si es el origen del primer intermediario. En el mecanismo 1 el intermediario formado es un Metil- Ni organimetálico, dando como resulado una metil-coenzima M reductasa Me. Mientras que en el 2 los intermediarios que son Ni (II)-tiolato y un radical de metil, dando como resultado metil-coenzima reductasa oxi-silent.
Para diferenciar ambos procesos se deben de usar métodos espectroscópicos.
La metil-coenzima M reductasa Me contiene un electrón impar, el cual da lugar a señales de una resonancia magnética electrónica, mientras que la metil-coenzima reductasa oxi-silent no lo hace.
Uno de los principales problemas que hubo al momento de encontrar estos dos caminos era que el intermediario al reaccionar se consumía demasiado rápido, por lo que era difícil analizar estos mecanismos, pero un científico llamado Wongnate logro superar este obstáculo utilizando una coenzima B, esta modificación ralentizo lo suficiente la reacción como para lograr apreciar el primer intermediario.
En resumen este artículo habla sobre como las metanógenas crean metano, lo que logran a través de la metil- coenzima M reductasa, pero la forma en la que logran crear esta coenzima no es del todo clara, por lo que se han propuesto dos posibles caminos para la producción de esta coenzima. La diferencia fundamental entre estos dos caminos es el intermediario que utiliza para la produccíon de la metil-coenzima M reductasa. Donde el mecanismo uno utiliza Metil- Ni organimetálico, y el dos Ni (II)-tiolato. Pero finalmente las investigaciones de un científico llamado Wongnate han dado evidencia de que la metalogénesis se inclina más por el segundo camino.