Degradacion De Lignina

Bacterias y la degradación de lignina
Brinceño, M.; Fuentes, R.; Mesén, E. & Pérez, J.

La lignina es una red irregular no cristalina que proporciona resistencia y rigidez dentro de las paredes celulares de las plantas. Este compuesto participa en el transporte de agua y constituye una barrera contra la destrucción microbiana. Algunas de sus características estructurales relevantes son: es unpolímero heterogéneo, ópticamente inactivo que consiste de interunidades de polifenilpropanides unidos mediante diversos enlaces covalentes. La estructura de la lignina está conformada por los enlaces β-O-4-éteres, fenilcumaranos, resinoles y varias subunidades menores. Los hongos de la pudrición blanca han alcanzado un papel importancia debido a su eficiente sistema enzimático para degradarlignina. Empero, presentan la dificultad que estos organismos no son estables bajo condiciones ambientales extremas (limitación de O2, elevado pH y altas concentraciones de lignina). Por este motivo es que se han seleccionado cepas bacterianas que provienen de fuentes aeróbicas y anaeróbicas por su adaptabilidad ambiental y versatilidad bioquímica.

Enzimas para la degradación de lignina De acuerdocon el grado de cristalización de la lignina, las enzimas pueden romper varios enlaces específicos en la molécula de lignina, pero la acción de las diferentes enzimas varía en términos de efectividad. Enzimas de aerobios Existen dos grupos de enzimas intracelulares relacionadas con la degradación de lignina bajo condiciones aeróbicas: peroxidasas y fenoloxidasas, las cuales son muy estables debidoa que están glicosiladas. Peroxiadasas Son enzimas que poseen un grupo heme, lo cual les permite catalizar un número de reacciones oxidativas e hidroxilaciones utilizando peróxido de hidrógeno como aceptor de electrones. Este grupo de enzimas se divide en tres clases principales que inclyen: peroxidasa de la levadura mitocondrial del citocromo c, ascorbato peroxidasa del cloroplasto y del citosoly genes duplicados de la peroxidasa (clase I); peroxidasas de secreciones fúngicas (clase II); y peroxidasas de secreciones de las plantas (clase III). Las peroxidasas son un grupo de oxidorreductasas que emplean hidroxiperoxidasas como aceptor de electrones. Se encargan de catalizar la oxidación de una amplia variedad de sustratos tales como fenol, aminas aromáticas y otros compuestos comoperóxidos de alquilo, y perácidos aromáticos. Fenoloxidadas Son compuestos que son excretados por microorganismos, en donde oxígeno actúa como aceptor final de electrones para catalizar la oxidación de compuestos aromáticos recalcitrantes tal como la lignina, en sustratos más disponibles. Cullen & Kersten (1996) determinaron que las fenoloxidasas estaban implicadas en procesos de biodegradación ydetoxificación de ciertos contaminantes aromáticos. Además se determinó que tales enzimas podían inhibir o inducir su actividad mediante compuestos xenobióticos como los metales pesados. Actualmente se ha visto que las fenoloxidasas inmovilizadas en soportes se podrían aplicar en estudios de contaminación de suelos y aguas en conjunto con el proceso de biorremediación (Durán & Esposito, 2000; Gianfreda &Rao, 2004; Novotny et al, 2004). Basados en la especificidad, las fenoloxidasas se pueden dividir en dos grupos: lacasas y polifenoloxidasas. 1

Degradación bacteriana de lignina
Se han descubierto tres formas morfológicas mediante las cuales ocurre la degradación de la pared celular: desarrollo de túneles, erosión y cavitación. Los túneles bacterianos se presentan raramente en madera anegada,donde las bacterias requieren el suministro de oxígeno; la erosión es la forma predominante de degradación en madera arqueológica anegada, donde las bacterias actúan en ambientes anóxicos atacando el lumen celular dentro de las paredes secundarias; y la cavitación que ocurre en el lumen celular, utilizando productos derivados de la actividad de degradadores de madera. Bacterias aeróbicas...