Biotechnology: colector de metal feito de bactérias

Como extrair metais do ambiente

Microrganismos, tais como fungos e bactérias, bem como plantas gerar uma vasta gama de substâncias químicas que não são absolutamente necessários para a sua sobrevivência. Tais assim chamados metabólitos secundários são geralmente formadas em resposta às condições ambientais actuais. Eles incluem moléculas de ligação a metais chamados quelantes. O grupo melhor descrita de agentes quelantes são as sideróforos de ligação ao ferro. Eles são relevantes para muitos processos metabólicos, como o ferro é um componente essencial de muitas enzimas e vias de sinalização. Por exemplo, as bactérias patogénicas utilizar sideróforos para extracto de ferro do seu hospedeiro para o seu metabolismo. O anfitrião pode, em seguida, sofrem de deficiência de ferro. Mas sideróforos também são utilizados por bactérias que vivem no solo que, assim, obter acesso a ferro e, como resultado, ganhar uma vantagem sobre outros organismos no mesmo habitat. Além de quelantes de ferro específicas, há uma série de outros para vários metais e metalóides tais como o zinco, o vanádio, o molibdénio ou óxidos de urânio mesmo.

Muitas aplicações potenciais

"Tais agentes quelantes têm muitas aplicações potenciais", explica Dirk Tischler. "Eles podem ser utilizados, por exemplo, para pisos de remediar, extracto selectivamente ou matérias-primas separadas, ou em biosensorics ou medicina." Em aplicações médicas, sideróforos são usados ​​para tratar a sobrecarga de ferro no corpo, uma doença conhecida como "doença do armazenamento de ferro."

Ao longo dos últimos anos, seu grupo de pesquisa, juntamente com outras equipes, identificou outros cepas que quelantes de formulário e descritas novas estruturas. Eles também têm decifrada com sucesso a informação genética para a formação destas substâncias e introduziu-os em organismos fácil de manusear, tais como bactérias de Escherichia coli. Estas bactérias, em seguida, servir como produtores de substâncias naturais necessários ou de substâncias modificadas. "Isto é como podemos criar compostos semi-artificial", diz Dirk Tischler.

Biossíntese de precursores

No artigo de revisão, ele descreve os diferentes agentes quelantes naturais e sua capacidade de metais ligam e metalóides e explora atuais e futuras aplicações potenciais. "No momento, estamos usando o conhecimento que adquirimos até agora para criar vias biossintéticas artificiais que nos permitem gerar e caracterizar precursores de sideróforos", conclui Tischler. Estes precursores serão posteriormente quimicamente modificados a fim de ganhar acesso a novas classes de drogas.

Financiamento

A pesquisa foi parcialmente financiada por Dechema no âmbito da bolsa Max Buchner MBFSt 3646 eo Ministério da Inovação, Ciência e Investigação em North Rhine-Westphalia (PTJ-TRI / 1141ng006).