Investigadores de la Universidad de Ruhr en Bochum, Alemania, han logrado un avance significativo en la producción de hidrógeno, un recurso clave para la transición hacia energías más sostenibles. Han aislado una nueva variante de la enzima [FeFe]-hidrogenasa, conocida por ser uno de los biocatalizadores más eficientes en la producción de hidrógeno, que presenta una notable resistencia al oxígeno, lo que permite su uso en condiciones más amplias.
La [FeFe]-hidrogenasa, que opera en ausencia de aire, ha sido históricamente limitada en su aplicación industrial debido a su rápida inactivación al contacto con el oxígeno. Sin embargo, la nueva variante descubierta se ha mantenido estable incluso tras varios días expuesta al aire, lo que marca un hito en la investigación de biocatalizadores para la producción de hidrógeno verde.
Estabilidad y producción de hidrógeno
El equipo de investigación, liderado por Subhasri Ghosh, comenzó la búsqueda de [FeFe]-hidrogenasas en bacterias termófilas, específicamente en Thermosediminibacter oceani, una especie que prospera a temperaturas de hasta 70˚C. Utilizando herramientas de bioinformática, los científicos identificaron una enzima con propiedades prometedoras.
Tras la producción y aislamiento exitoso de esta nueva [FeFe]-hidrogenasa, se constató su buena termostabilidad y su sorprendente resistencia al oxígeno. Los investigadores utilizaron diversas técnicas, incluyendo mediciones de producción de hidrógeno, espectroscopía y simulaciones de dinámica molecular, para comprender mejor los mecanismos que confieren esta estabilidad al oxígeno.
Los hallazgos revelaron que un aminoácido que contiene azufre, ubicado cerca del centro catalítico de la enzima, es fundamental para su resistencia al oxígeno. Además, un grupo de aminoácidos hidrofóbicos también juega un papel importante en la dinámica de la proteína, ayudando a regular su resistencia al oxígeno.
El profesor Thomas Happe, quien lideró el estudio, se mostró optimista sobre la posibilidad de aplicar estos descubrimientos a otras [FeFe]-hidrogenasas, lo que podría facilitar la ingeniería de enzimas aún más estables al oxígeno. Este avance no solo tiene implicaciones para la producción de hidrógeno, sino que también podría influir en el desarrollo de tecnologías más sostenibles en el ámbito energético.
Este estudio ha sido publicado en el Journal of the American Chemical Society, donde se detalla el potencial de esta nueva enzima para revolucionar la forma en que se producen y utilizan los biocombustibles en un contexto de creciente preocupación por el cambio climático y la necesidad de alternativas energéticas más limpias.
Más información:
Subhasri Ghosh et al, Protein Dynamics Affect O2-Stability of Group B [FeFe]-Hydrogenase from Thermosediminibacter oceani, Journal of the American Chemical Society (2025). DOI: 10.1021/jacs.4c18483
