Microbial Origins and Consequences.... - Tania Vargas

Microbial Origins and Consequences

of Dimethyl Sulfide

Andrew W. B. Johnston, Jonathan D. Todd, and Andrew R. J. Curson

Volume 7, Number 4, 2012 / Microbe

 Por Tania Lucero Vargas Luna

Las investigaciones sobre el  dimetilo de sulfuro  se remontan a hace menos de 8 décadas, con el descubrimiento de algas marinas de color rojo que emiten este gas, mas tarde también fue identificado como un producto de la descomposición de dimetidlo sulfúrico de propano (DMSP), molécula encontrada fácilmente en el mar.

Otra de las fuentes de DMSP son fitoplactons marinos del tipo de los cocolitoforidos, particularmente Emiliania Huxleyi, que interactúan con muchos invertebrados, como los corales, diatomeas, etc. Este DMSP tal vez les sirva como un osmoprotector, así como para reducir la oxidación o defensa contra depredadores.
Sin embargo, para lo que sea que les sirva, es notable la alta abundancia de los organismos que la producen, lo cual dice que es un factor importante en el ciclo de azufre mundial; puesto  que es un buen conducto molecular para transferir azufre del mar al aire, y de vuelta a la tierra a través de las lluvias.

A pesar de que el DMS es carbonizado en el mar, unas 50 millones de toneladas de este compuesto escapan a la atmosfera, lo cual hace que no se oxide, forme una gama de iones que permite unir moléculas de agua como núcleos de condensación y reducción, que finalmente producen radiación solar en la superficie de la tierra.

Inicialmente los estudios que se realizaron del catabolismo de DMSP fueron centrados en unas enzimas llamadas “liasas DMSP”  pues algunas algas lo utilizaban para hacer DMS acritato, el cual utilizan para defenderse del zooplancton.

Las propiedades bioquímicas y fisiológicas de la enzima DMSP liasa en las bacterias difiere, en cuanto como tratan el DMSP. La ruta principal depende de la molécula demethylating para formar 3-metil propanato, este proceso hace que no se suelte el DMS, sino metanotiol.

Muchas investigaciones sobre esta molecula permiten la exploración de los diferentes tipos de enzimas microbianas (Ddd, DMSPdependent DMS) que liberan DMSP a partir de DMS. Algunas de estas constaban de ailar bacterias que crecían con DMSP como única fuente de carbono y asi liberar DMS (fenotipo Ddd+). La segunda consistía en hacer bibliotecas de genes hechos de las cepas clonadas.  Es asi como tenemos pruebas de que esas bacterias  pueden crecer en DMSP como única fuente de carbono y aun hacer DMS.

EEtiquetaron lso genes como  D, L, P, Q, W, O Y. La primera de este grupo dddd fue identificada como proteobacteria, llamada Marinomonas, especie de angiospermas que hacen DMSP.

Otro ejemplo de este gen son las Halomonas que crecen en DMSP y acrilato; también contienen  dddd pero en diferente genómica.

Existen grupos de genes DDDD en Halomonas y en Marinomonas, que incluyen otros genes que codifican enzimas que convierten 3HP en acetil CoA antes de entrar a su metabolismo central. Pero las Halomonos tienen dos genes adicionales que codifican en acrilato, es decir, estas crecen tanto en DMSP y acrilato, además de que se metabolizan independientemente.

Luego, el gen dddY fue identificado por la beta proteobacteria de Alcaligenes feecalis el cual crece en DMSP y acrilato; fue aislada y determinaron que su DMSP liasa transforma DMSP en DMS, además en acrilato y aun mas importante, esta enzima tal vez se encuentra en la superficie de la celula, tomando el lugar del citoplasma.  Su gen ddd clave codifica un polipeptido  líder en la cual, mediante secuenciación de un extremo terminal N purifica la enzima.

La Bioinformatica proporciona una manera mas fácil de encontrar los organismos que llevan genes ddd, particularmente liasas Ddd que se asocian algunas veces con particulares bacterias

Lo que podría conducirnos a los genes es el hecho de que las bacterias viven en ambientes microaeróbios; la información relevante sobre los distintos sistemas puede conocerse mediante el recuento de las secuencias homologas de metagenomica.

Finalmente, podríamos pensar que DMSP puede ser un sustrato muy reciente en el ambiente, lo cual podría indicar que las bacterias y sus enzimas no han tenido tiempo suficiente para evolucionar  sus sistemas de catabolizadores.