REACCIÓN ANAMMOX EN LA COLUMNA DE AGUA ANÓXICA Y SUBÓXICA.

RESUMEN

Anammox pertenecen al phylum Planctomycetes, estas bacterias pueden llevar a cabo la oxidación anaerobia de amonio el cual es un proceso microbiano que forma parte del ciclo del nitrógeno. En este proceso biológico, nitrito y amonio se convierten directamente en gas nitrógeno. El amonio de las aguas profundas anóxica es consumida por las bacterias anammox debajo de la zona subóxica y están directamente relacionadas con la eliminación de nitrógeno inorgánico en el medio ambiente. Este proceso se ve influenciado por factores clave que afectan a la actividad de oxidación anaerobia del amonio como lo son la mineralización de la materia orgánica, profundidad del agua y temperatura.

Palabras clave: Anammox, Anóxica, Amonio, Oxidación y Subóxica.________________________________________

ABSTRACT

Anammox planctomycetes belong to phylum, these bacteria can carry out anaerobic ammonium oxidation is a process which is part of microbial nitrogen cycle. In this biological process nitrite and ammonium are converted directly into nitrogen gas. Ammonium anoxic deep water is consumed by anammox bacteria under suboxic zone and are directly related to the removal of inorganic nitrogen in the environment. This process is influenced by the key factors that affect the activity of anaerobic ammonium oxidation such as the mineralization of organic matter, water depth and temperature.

Keywords: Anammox, Anoxic, Ammonium, Oxidation and suboxic.

INTRODUCCIÓN

Hasta la última década, el estado de la ciencia es que la desnitrificación y la acumulación de sedimentos son los únicos procesos que eliminan el nitrógeno de los océanos. Sin embargo, hoy sabemos que hay algunos procesos más. El más importante, además de la desnitrificación es la oxidación anaerobia del amonio (anammox). (Hertach. M, 2008).

Anammox pertenecen al phylum Planctomycetes, estas bacterias tienen un tiempo de generación de 10-30 días y pueden llevar a cabo la oxidación anaerobia de amonio el cual es un proceso microbiano que forma parte del ciclo del nitrógeno. En este proceso biológico, nitrito y amonio se convierten directamente en gas nitrógeno (Sanabria, J; Bedoya, L. 2009).

El proceso Anammox (Ananerobic Ammonium Oxidation) consiste en la reducción del NO2 acoplada a la oxidación del NH4 para formar N2. (Schmid, M. 2009) es decir que convierten amonio con nitrito (como aceptor de electrones) a nitrógeno gas con hidracina (N2H4) e hidroxilamina (NH2OH) como productos intermedios.

Esta reacción catabólica se lleva a cabo 15 veces para fijar una molécula de dióxido de carbono con el nitrito como donante de electrones que lleva a la producción anaerobia de nitrato en el anabolismo. (Kuenen, J.G. 2010).

Esta reacción tiene lugar dentro del anammoxosoma (figura 2) que es un compartimento intracitoplasmático limitado por una membrana que contiene lípidos. (Kartal, B.; Kuypers, M;, Lavik, G; Schalk, Jetten, J. 2009).

Figura 1. Esquema general del proceso anammox. Tomado de: http://www.mpi-bremen.de/en/Research_Projects_16.html

Figura 2. Bacteria anammox con sus respectivas partes (véase: anammoxosa). Sanabria, J; Bedoya, L. 2009.

Los procesos avanzados para la remoción de nitrógeno están íntimamente relacionados con los metabolismos de las comunidades microbianas que intervienen en las transformaciones del mismo. El ciclo global del nitrógeno es la serie continua de procesos naturales en los cuales el nitrógeno se transforma a distintos estados de oxidación y reducción: de nitrógeno molecular (n2) a amoniaco (NH3), luego a compuestos orgánicos carbono-nitrogenados, óxidos de nitrógeno y finalmente a N2 cerrando el ciclo (Sánchez J, Sanabria J. 2009).

De igual modo, un aspecto fundamental del ciclo del nitrógeno es su importancia y participación en la vida, es decir, su rol primario de producción de biomasa, siendo nutriente esencial de todos los organismos e indispensable en las estructuras y los procesos bioquímicos que definen la vida (Sánchez J, Sanabria J. 2009).

Es por eso que como objetivo principal de este trabajo se planteó realizar una revisión de la literatura que nos permita analizar la reacción anammox en la columna de agua anóxica y subóxica, describiendo los procesos que se llevan a cabo e identificando su importancia desde el punto de vista metabólico.

DISCUSIÓN

Como se ha mencionado anteriormente, el proceso anammox se lleva a cabo en el anammoxosoma. Ahora vamos a hablar sobre cómo las bacterias anammox producen energía por la oxidación anaerobia del amonio.

En el amonio reacción-annamox y el nitrito se utilizan en una relación 01:01 la formación de una molécula de dinitrógeno (NH4+ + NO2- N2 + 2H2O). (Chamchoi, N. y Nitisoravut, S. 2009).

En un primer paso, el nitrito se reduce por una enzima nitrito-reductor (NIR, figura 3) a hidroxilamina. Junto con amonio, hidroxilamina se combina con hidrazina por la enzima hidrolasa hidrazina (HH). La enzima hidrazina-oxidante (HZO) se oxida hidrazina a N2 y libera protones. (Galán, A., Molina, V., Thamdrup, B., Woebken, D., Lavik, G., Kuypers, M.M.M. y Ulloa, O. (2009)

Este mecanismo establece un gradiente de protones que puede ser utilizado por la ATPasa de ATP producido. (Galán, A., Molina, V., Thamdrup, B., Woebken, D., Lavik, G., Kuypers, M.M.M. y Ulloa, O. (2009)

Figura 3. Dibujo de célula anammox. Izquierda: Demostración de la membrana anammoxosoma con las enzimas involucradas

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