Enzimas que producen electricidad

Enzimas que producen electricidad

martes, 08 de julio de 2008

Y es que cada vez son más las aplicaciones biotecnológicas que se derivan de procesos biológicos asociados a nanoestructuras. Las especiales propiedades eléctricas, químicas y estructurales de los nanotubos de carbono hacen de ellos un versátil soporte para diferentes aplicaciones. Si a estas propiedades se añaden la alta sensibilidad y selectividad de los procesos enzimáticos se pueden conseguir aplicaciones con un alto valor biotecnológico. Así, por ejemplo, la transferencia directa de electrones entre una enzima redox y nanotubos de carbono permite el desarrollo de biosensores y biopilas de combustible de última generación. Investigadores del CSIC, de los Institutos de Catálisis en Madrid y del Centro Nacional de Microelectrónica en Barcelona, y del Instituto Nicolás Cabrera de la Universidad Autónoma de Madrid han conseguido, por primera vez, nanotubos de carbono muy activos en la oxidación catalítica de moléculas de hidrógeno sin necesidad de incorporar metales nobles, en un trabajo publicado en la revista Nano Letters (Vol.7 (6) 1603-1608, 2007). En lugar de platino han unido a los nanotubos de carbono hidrogenasas, que son enzimas que catalizan de forma reversible la oxidación del hidrógeno dando lugar a protones y electrones (Hydrogen as a Fuel: Learning from Nature, 2001). Estas moléculas biológicas tienen un centro catalítico que puede estar formado por hierro (Fe) o por hierro y níquel (Fe/Ni). En este trabajo, los investigadores describen un método para inmovilizar covalentemente las hidrogenasas (Fe/Ni) con una adecuada orientación de manera que tenga lugar la trasferencia de electrones entre el centro catalítico del enzima y el electrodo, consiguiendo así elevadas densidades de corriente mientras consumen hidrógeno. Estos resultados abren las puertas para el desarrollo futuro de biosensores de hidrógeno muy sensibles. El sistema descrito es además muy estable cuando funciona en continuo lo que ha llevado a los investigadores a patentar estos electrodos que pueden ser aplicados en biopilas de combustible para producir energía eléctrica a partir de hidrógeno. Un poco más tarde y en la misma revista, se publicaba un artículo de unos investigadores americanos, del Renewable Energy Laboratory de Colorado, donde estudiaban la actividad catalítica de hidrogenasas (Fe) unidas a nanotubos de carbono (Nano Lett. 7 (11) 3528-3534, 2007), sin hacer referencia alguna al artículo de los investigadores españoles. Pero ahora, un año después, estos dos artículos vuelven a ser noticia porque acaba de publicarse en la revista Nano Letters una nota donde se reconoce que los primeros en describir la interacción entre las enzimas hidrogenasas y los nanotubos de carbono fueron los investigadores del CSIC y del Instituto Nicolás Cabrera. CSIC

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Rodrigo González Fernández
Diplomado en RSE de la ONU
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