Intermedios en la transformación de fosfonatos en fosfato por las bacterias

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Microbiología Microbiología.
• Ciencias del medio ambiente Ciencias del medio ambiente.

Sus antecedentes:

• El fósforo es vital para la vida, y sus compuestos, los fosfatos, son componentes celulares esenciales.
• Las bacterias gramnegativas pueden utilizar los fosfonatos como fuente de fósforo durante la escasez de fosfato.
• El mecanismo enzimático para la escisión del enlace carbono-fosforo (C-P) en los fosfonatos ha permanecido elusivo durante más de dos décadas.

Objetivo del estudio:

• Para dilucidar el mecanismo enzimático para la activación y la escisión del enlace C-P de los alquilfosfonatos en las bacterias.
• Para identificar los pasos químicos específicos y los intermediarios involucrados en la biodegradación de los fosfonatos.
• Comprender el reciclaje biológico de los fosfonatos producidos industrialmente.

Principales métodos:

• Investigó la reacción del metilfosfonato con el MgATP, identificando intermediarios clave como el RPnTP y el PRP.nn.
• Utilizó S-adenosil-L-metionina para facilitar la escisión basada en el radical del enlace C-P en PRP.nn.
• Se analizaron los productos de la reacción, incluidos el metano y los derivados de fosfato cíclico.

Principales resultados:

• El metilfosfonato se convierte en α-D-ribosa-1-metilfosfonato-5-trifosfato (RPnTP) y adenina al reaccionar con MgATP.
• RPnTP se hidroliza a pirofosfato y α-D-ribosa-1-metilfosfonato-5-fosfato (PRPn), que se somete a una escisión del enlace C-P basado en el radical.
• La escisión del enlace C-P produce α-D-ribosa-1,2-fosfato cíclico-5-fosfato y metano, con S-adenosil-L-metionina como cofactor.

Conclusiones:

• El estudio revela la vía química detallada para la biodegradación de los alquilfosfonatos por las bacterias.
• Este mecanismo implica la formación de nuevos intermediarios de ribosa fosforilados y una escisión de enlace C-P a base de radicales.
• Comprender esta vía es crucial para el reciclaje biológico de los fosfonatos utilizados en diversas aplicaciones industriales.