DEGRADACION DE HIDROCARBUROS POR MICROORG DRA

TALLER DE
BIORREMEDIACIÓN

Dra. Beatriz Pernía

¿ Cómo hacen los
microorganismos para
degradar los
hidrocarburos?
Dra. Beatriz Pernía

¿ Cómo hacen los
microorganismos para
degradar los
hidrocarburos?

Caso: Los Hongos

Dra. Beatriz Pernía

Caso: Los Hongos

Beneficios de los hongos en el proceso
de biotransformación de HAPs.
Cunninghamella elegans

1.

Son capaces de incorporarse rápidamenteen la matriz del suelo

2.

Las hifas pueden penetrar en ambientes hidrofóbicos.

3.

El micelio tiene la capacidad de penetrar el crudo

4.

Las hifas pueden penetrar agregados que pueden ser anóxicos internamente.

5.

Muchos son osmotolerantes, capaces de crecer en condiciones estresantes,
tales como: bajo pH y bajos niveles de nutrientes.

6.

Presentan enzimas extracelulares implicadas en elmetabolismo inicial de los
hidrocarburos.

7.

No utilizan el HAP como única fuente de carbono.
(Davies y Westlake, 1978; April et al., 2000; Mancera-López et al., 2008).

4

¿ Cómo hacen los
hongos para degradar
HPA?

Dra. Beatriz Pernía

Frecuencia de degradación de
distintos HPAs y ciclohexano
basado en publicaciones
disponibles en las bases de
datos PubMed, Web of Science,
SciFinder ScholarComparación entre HP-1 y sus mutantes a 50000 ppm de CEP y 1600 ppm de
HPAs a los 6 días de crecimiento

Curvas de crecimiento de Pycnoporus sanguineus en distintas concentraciones
crudo extrapesado (EHCO), naftaleno (Naph), fenantreno (Phen) y pireno (Pyr)

DEGRADACION DE HPAs POR Pycnoporus sanguineus
Días

0

15

Repique a
placas
masa

Montaje
20x104
esporas/ml

Pireno 77.71% ±16.88

22Adición de
HPAs

Fenantreno 100% ± 0.00

37

Extracción en
44
diclorometano

Fin del
experimento

Análisis
CG

Metabolismo de HAPs
DEGRADACIÓN BACTERIANA
Hidroxilación de anillos vian enzimas
dioxigenasas

HONGOS NO LIGNOLÍTICOS
Oxidación de anillos vía enzima
monooxigenasa Cit P450

HAPs
HONGOS LIGNOLÍTICOS
Oxidación de anillos por enzimas LiP y
MnP

10

Adaptado de Bamforth y Singleton (2005).(Rarnd y Petrocelli, 1985).

Papel de las enzimas en la
biotransformación de HAPs
Enzimas Oxidativas: Citocromo P450
• Presentan baja especificidad, capacidad de metabolizar gran
variedad de substratos.
• Reacciones de oxidación, reducción, hidratación o hidrólisis.
• Aunque dirige en sí de reacciones de monooxigenación.
• Solo requiere oxígeno molecular y NADPH
• Los óxidos pueden isomerisarsepara producir fenoles o
someterse a hidratación para producir trans-dihidro-dioles.
(Harford et al. 2000; Reichhart y Feyereisen, 2000; Torres et al. 2003).

12

Ciclo Catalítico de la Enzima Citocromo P450
Centro
catalítico
6to paso
Formación del
metabolito

1er paso – unión

hemoproteína-substrato

Átomo de hierro
hexacoordinado

5to paso
Liberación de H2O

4to paso
Formación de especie
activadade oxígeno

2do paso
Reducción del
complejo
3er paso – unión del O2
Complejo superoxido

13
Anzenbacher y Anzenbacherova,
(2001).

CITOCROMO
P450

Evidencias de degradación de HAPs por la
enzima CitP450
• Ning, et al. (2010), demostró por
primera vez la presencia de la
oxidación del fenantreno por la
enzima citocromo P450 en el hongo
Phanerochaete chrysosporium

CitP450

Metabolitos
detectadosEspectros de monóxido de carbono de las fracciones
microsomales de P. chrysosporium
14

Enzimas Lignolíticas: Lacasa
• Enzimas oxidativas, producidas extracelularmente
por el micelio de hongos ligninolíticos (Claus, 2004).
• Contienen átomos de cobre, con una cisteína y
residuos de histidina que están implicadas en la
unión de dichos átomos de cobres (Dávila y Duhal, 2006;
Arora y Sharma, 2009)Dentro de los HPAs se ha reportado que esta enzima es capaz de oxidar
nafteno, fenantreno, antraceno, benzopireno, 9-metilantraceno y 2metilantraceno (Pickard et al., 1999)
15

Evidencias de degradación de HAPs por la enzima Lacasa

Oxidación (% de control)

□ Antraceno ■ 9,10-Antraquinona

□ Antraceno ■ 9,10-Antraquinona

Fenol

• Johannes y Majcherczyk (2000),
estudiaron la oxidación de...