Una nueva investigación de la Universidad de Kyushu en Japón podría algún día ayudar a proporcionar a los humanos que viven lejos de la Tierra algunos de los nutrientes que necesitan para sobrevivir en el espacio o incluso dar pistas sobre cómo comenzó la vida.
Investigadores del Instituto Internacional de Investigación de Energía Neutral en Carbono informaron sobre un nuevo proceso que usa electricidad para impulsar la síntesis eficiente de aminoácidos, abriendo la puerta para una producción más simple y menos intensiva en recursos de estos componentes clave para la vida.
Además de ser los componentes básicos de las proteínas, los aminoácidos también están involucrados en varios materiales funcionales como aditivos para alimentos, potenciadores del sabor y productos farmacéuticos.
Sin embargo, la mayoría de los métodos actuales para la producción artificial de aminoácidos se basan en la fermentación utilizando microbios, un proceso que requiere mucho tiempo y recursos, por lo que no resulta práctico para la producción de estos nutrientes vitales en condiciones de espacio limitado y recursos limitados.
Por lo tanto, los investigadores han estado buscando métodos de producción eficientes impulsados por la electricidad, que pueden generarse a partir de fuentes renovables, pero hasta ahora los esfuerzos han utilizado electrodos de plomo tóxico o mercurio o platino caro y han resultado en baja eficiencia y selectividad.
Takashi Fukushima y Miho Yamauchi ahora informan Comunicaciones químicas que lograron sintetizar eficientemente varios tipos de aminoácidos utilizando materiales abundantes.
"La reacción general es simple, pero necesitábamos la combinación correcta de materiales de partida y catalizador para que realmente funcione sin depender de materiales raros", dice Yamauchi.
Los investigadores se decidieron por una combinación de dióxido de titanio como electrocatalizador y un ácido orgánico llamado alfa-cetoácido como material fuente clave. El dióxido de titanio está disponible en abundancia en la Tierra, y el alfa-cetoácido puede extraerse fácilmente de la biomasa leñosa.
Colocar el alfa-cetoácido y una fuente de nitrógeno, como amoníaco o hidroxilamina, en una solución a base de agua y pasar electricidad a través de él utilizando dos electrodos, uno de los cuales era dióxido de titanio, condujo a la síntesis de siete aminoácidos:- alanina, glicina, ácido aspártico, ácido glutámico, leucina, fenilalanina y tirosina, con alta eficiencia y alta selectividad incluso en condiciones leves.
El hidrógeno, que también se necesita como parte de la reacción, se generó durante el proceso como resultado natural del funcionamiento de la electricidad entre los electrodos en el agua.
Además de demostrar la reacción, los investigadores también construyeron un reactor de flujo que puede sintetizar electroquímicamente los aminoácidos continuamente, lo que indica las posibilidades de aumentar la producción en el futuro.
"Esperamos que nuestro enfoque proporcione pistas útiles para la futura construcción de ciclos artificiales de carbono y nitrógeno en el espacio", comenta Yamauchi.
"También se cree que los procesos electroquímicos han jugado un papel en el origen de la vida al producir químicos fundamentales para la vida a través de vías no biológicas, por lo que nuestros hallazgos también pueden contribuir a dilucidar el misterio de la creación de la vida", dijoagrega.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Kyushu . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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