La respirazione batterica nei metodi di biorisanamento
Gli atomi alogeni come il cloro (Cl) sono presenti raramente nelle molecole biologiche ma, allo stesso tempo, le molecole clorurate possono persistere e accumularsi nella catena alimentare, agendo da contaminanti ambientali. Recentemente, alcuni batteri anaerobici hanno mostrato la capacità di utilizzare una serie di molecole clorurate come accettori terminali di elettroni per ottenere energia durante la respirazione. La respirazione organo-alogenuro è quindi emersa come nuovo metodo di biorisanamento per l’eliminazione di queste sostanze. Il progetto DEHALORES (Breathing chlorinated compounds: unravelling the biochemistry underpinning (de)halorespiration, an exciting bacterial metabolism with significant bioremediation potential), finanziato dall’UE, si proponeva di studiare i distinti componenti biologici che regolano i meccanismi biochimici di questo processo. Il team si è concentrato sulle dealogenasi riduttive, un nuova classe di enzimi con cluster Fe-S che accettano elettroni, riuscendo a esprimere e a determinare la struttura dell’enzima nell’ospite Bacillus megaterium. Ha inoltre studiato i regolatori trascrizionali che contribuiscono all’alorespirazione, concentrandosi in particolare sul ruolo in vivo del CprK mediante tecniche di ingegneria genetica. Dai mutanti CprK è emerso che, grazie a un robusto meccanismo, il CprK era limitato alla rilevazione degli organo-alogenuri fenolici. Poiché la maggior parte degli organo-alogenuri rilevanti dal punto di vista ambientale non contiene un gruppo fenolico, i ricercatori hanno spostato la loro attenzione su un regolatore di tipo MarR, determinandone le proprietà di legame del DNA. Benché il ligando fisiologico di questa molecola non sia ancora stato identificato, i ricercatori del progetto DEHALORES hanno mostrato che la fosforilazione induce un importante riorientamento. Nel complesso, il team DEHALORES ha fornito le basi per la risoluzione completa del meccanismo che si trova alla base del processo di dealogenazione riduttiva nei batteri anaerobici, con possibilità di utilizzare questo enzima e le sue varianti in applicazioni di biorisanamento.
Parole chiave
Biorisanamento, atomi alogeni, respirazione organo-alogenuro, dealogenasi riduttiva, CprK, regolatore di tipo MarR
