FOTOSÍNTESIS MEJORADA PARA LUCHAR CONTRA EL CAMBIO CLIMÁTICO

Sólo hay dos opciones para solucionar la crisis climática de la actualidad: reduciendo las emisiones de CO2 y eliminando parte del CO2 que hay actualmente en la atmósfera.

Los organismos que realizan la fotosíntesis como las plantas, son capaces de fijar el CO2 de la atmósfera y transformarlo en biomasa, es decir, en tejidos vivos. La fotosíntesis trabaja directamente con las concentraciones presentes en el aire de forma natural. El secreto está en las enzimas, las proteínas que actúan como catalizadores de reacciones químicas muy específicas, como es la fijación de CO2.

En la fotosíntesis, esta reacción está dirigida por la enzima RubisCO. Sin embargo, la eficiencia de la fotosíntesis natural no es muy alta, RubisCO metaboliza oxígeno del aire que es un competidor muy fuerte del CO2 en esta reacción. Aun así, la fijación de CO2 anual por la RubisCO se estima en 400 Gt mientras que, a nivel industrial, sólo se utilizan 0,1 Gt de CO2 a alta presión.

Los investigadores del Max Plank decidieron buscar alternativas más eficientes que la RubisCO, entre esas encontraron las enzimas Enoyl-CoA carboxilasa/reductasa (ECRs) que son mucho más eficientes que la RubisCO.

Se necesitan cuatro aminoácidos para controlar la molécula de CO2. Tres de ellos son asparagina, glutamato e histidina, que sujetan el CO2 en su sitio desde dos lados. El cuarto aminoácido, la fenilalanina, protege el sitio de unión del CO2 del agua, lo que podría inhibir la reacción. Esto podría ayudar a otras enzimas a transferir la capacidad de unirse al CO2 lo que permitiría muchas más posibilidades de optimización de fotosíntesis. 

Mas adelante Bernhardsgrütter tuvo éxito cambiando los aminoácidos, tras este cambio, la eficiencia de fijación del CO2 se incrementó en un 20% de forma inmediata. Bernhardsgrütter reemplazó aminoácidos y consiguió bloquear el acceso del agua al sitio de unión.  

Estos dos cambios, aumentaron la tasa de fijación de CO2 (carboxilación) a casi el 95%. Además, experimentos similares con AER llegaron a eficiencias de conversión de casi el 90%, mucho mayor del 5% que se encuentra en la naturaleza.

Estos dos cambios, aumentaron la tasa de fijación de CO2 (carboxilación) a casi el 95%. Además, experimentos similares con AER llegaron a eficiencias de conversión de casi el 90%, mucho mayor del 5% que se encuentra en la naturaleza. Esto podrá ayudar en el futuro diseño de procesos catalíticos para capturar y convertir el CO2 en química y biología. Y en el desarrollo de ciclos sintéticos sostenibles de fijación de CO2 para la recuperación de otras materias primas que ahora son costosas en términos de emisiones de CO2.