El Complejo Enzimati Nitrogenasa

 

XI FERIA DE LA CIENCIA ARTE Y TECNOLOGÍA

Angel Omar Zamora Terrones, * Haffid Espinosa Sifuentes Departamento de Ciencias de la Tierra y de la Vida Centro Universitario de los Lagos, Universidad de Guadalajara, Enrique Díaz de León 1144 Lagos de Moreno, Jalisco, 47460, México. Correo electrónico: electrónico: zt.a.o@lag [email protected] os.udg.mx

Bioinorganica: Sistema Nitrogenasa RESUMEN Una nueva y novedosa área de investigación investigación donde se están lle llevando vando a cabo avances muy impo importantes, rtantes, se encuent encu entra ra hoy en la frontera que históricam históricamente ente ha separad separadoo a la química química inorgáni inorgánica ca de las ciencias ciencias  biológicas y que se denomina química bioinorganica [1]. Dentro de la ciencia química bioinorganica se encuentra el estudio del complejo enzimático nitrogenasa, La nitrogenasa mejor conocido como “nasa”, es el complejo enzimático responsable de la reducción de nitrógeno. Este cuenta con dos metaloproteinas, una proteína de Fe y otra de Mo-Fe, que dan lugar al complejo enzimático nitrogenasa , los únicos seres vivos capaces de formar esta reacción son las Eubacterias y Archea, estas lo hacen mediante el proceso llamado fijación biológica del nitrógeno (FBN). La FBN es un proceso altamente sensible al oxígeno ya qu quee es este te pr prov ovoc ocaa la in inac acti tiva vaci ción ón de la lass me meto tolo lopr prot otei eina nass Mo Mo-F -Fee y Fe Fe,, por por lo que que es un proc proces esoo estrictamente anaeróbico. Este estudio pretende aportar un modelo que permita entender la estructura del complejo y la importancia por medio de la cual ocurre la reducción de nitrógeno a amoniaco. INTRODUCCIÓN La química bioinorganica , es la ciencia que trata la reactividad química de los elementos y compuestos inorgánicos en los sistemas biológicos. En la actualidad los biólogos saben que existen compuestos y elementos inorgánicos en el organismo que son esenciales para el funcionamiento del mismo, por lo que se han empezado a estudiar los detalles de los enzimas, compuestos biológicos activos y complejos metálicos. De igual forma los químicos han empezado a reconocer las semejanzas entre los compuestos con los que trabajan y las sustancias biológicamente importantes que contienen iones metálicos, por lo que laánica. química seógicos ha ossituado en latales frontera de las biológicas y laono química inorgánic inorg a. Dos bioinorganica fenómeno fenómenoss biol biológic fundamen fundamentale s aseg aseguran uran la ciencias disponib disponibili ilidad dad del carbono carb y del nitrógeno en los organismos vivos, a partir del gas carbónico y del nitrógeno molecular del aire; la fotosíntesis y la fijación biológica del nitrógeno (FBN). Este último llevado a cabo por el complejo enzimáticoo nitrogenasa en el cual enzimátic cual se centra este est estudio. udio. El nitróge nitrógeno no molecula molecularr es la única reserva de ni nitr tróg ógen enoo acce accesi sibl blee en la bios biosfe fera ra,, Prác Prácti tica came ment ntee es un co cons nsti titu tuye yent ntee es esen enci cial al de mo molé lécu cula lass fundamentales fundament ales de todos los seres vivos; aminoácidos, proteínas, ácidos nucleicos. El complejo enzimátic enzimáticoo nasa está compuesto por dos proteínas Mo-Fe y Fe Ninguna es activa por separado. La Mo-Fe contiene molibdeno,, hierro, azufre y la Fe contiene hierro, azufre [2]. molibdeno La función de este complejo es catalizar la siguiente reacción: N2 + 6e- + 6H+ 2 NH3, para ser  reducido el amoniaco (NH3).Sin embargo aún no se ha determinado con exactitud el medio por el cual ocurre esta reacción ni la estructura que conforma al complejo enzimático.

 

DESARROLLO Este es un estudio realizado por medio de estudios bibliográficos entorno a la química bioinorganica tomando como base central a las estructuras de las metaloproteinas Mo-Fe, Fe y el complejo de enzimas que estas forman, así como la relación de estructura responsable del complejo enzimático nitrogenasa, el cual lleva acabo la función de catalizador para reducir N 2 a NH3. En este estudio se aporta un modelo que permite dar a conocer la importancia de su estructura y de los elementos que le confieren esta propiedad, la cual le permite lleva a cabo la función de catalizador en torno a su reacción de reducción, la cual es de vital importancia, ya que este es el medio por el cual ocurre la fijación biológica del nitrógeno. CONCLUSIONES El avance de estudios en el área de la química bioinorganica nos ha permitido comprender y desarrollar modelos y métodos que permiten un mayor entendimiento de la manera en que se comportan los complejos enzimáticos y bajo que condiciones pueden laborar. La natura naturale leza za quí químic mica, a, que le pro propor porci ciona onann los los met metal ales es de tra transi nsici ción ón al co compl mplej ejoo enzim enzimáti ático co nitrogenasa, es esencial para llevar acabo la reacción de reducción [debido a su comportamiento químico de la interacción interacción Mo – Fe] la cual le permite coordinar ligantes ligantes como el nitrógeno y llevando a cabo la reacción de reducción.

BIBLIOGRAFÍA 1. Gonzales G. S. y Gutiérrez N.J. Introducción quí química mica bioinorganica, bioinorganica, 1985, 277-308. 2. Fuertes V. M. Química bioinorgan bioinorganica ica una ciencia interdisciplinar en desarrollo, 2003, 1-5.