Propiedades catabólicas y bioremediadoras

Los miembros del género Gordonia son unos prometedores candidatos como organismos biodegradadores, de hecho algunas especies de este género, han sido aisladas gracias a su capacidad para degradar o modificar hidrocarburos alifáticos y aromáticos, compuestos aromáticos halogenados, benzotiofenos, nitrilos, poliisoprenos, xileno y otros compuestos orgánicos. Las largas cadenas alifáticas de los ácidos micólicos, de la pared de estas bacterias, responsables de su gran hidrofobicidad, podrían estar relacionadas con su facultad para adherirse a materiales hidrófobos como los plásticos, gomas, hidrocarburos, etc. y favorecer la degradación de estos materiales. Muchas de estas sustancias son foco de interés por su carácter contaminante y tóxico, otras por ser productos residuales industriales, domésticos, etc. Por este motivo Gordonia podría tener un importante papel en los procesos de depuración de aguas y en biofiltros, así como en procesos de reciclado y eliminación. Algunos de los compuestos que se ha identificado que pueden ser degradados por miembros del género Gordonia (Arenskotter et al. 2004; Drzyzga 2012), son:

1.1.5.2.1. Hidrocarburos aromáticos policíclicos

Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH), son sustancias contaminantes derivadas de los combustibles fósiles, que pueden ser degradados por distintas especies de Gordonia. Los pirenos, un tipo de PAH, son degradados por la cepa HBS1 de G. amicalis. De esta cepa, se han publicado eficiencias de biodegracación de hasta el 97% de pirenos con una concentración inicial de 50 mg/l en tan solo 17 días. Esta cepa también ha mostrado capacidad biodegradadora ante xenobióticos como el benzoantraceno, el benzopireno, el indeno y el fluorantreno (Xu et al. 2011).

Las alquipiridinas son contaminantes ambientales tóxicos, se trata de compuestos aromáticos heterocíclicos difícilmente biodegradables de los cuales hay pocos estudios que describan una degradación por parte de microorganismo. Las piridinas, un tipo de alquipiridina, se

obtienen de los combustibles fósiles y es un sustrato utilizado en la industria agroquímica y farmacéutica, las cuales se ha observado que pueden ser degradadas por G. terrae y G. nitida. En el caso de G. terrae, se ha observado que la cepa IIPN1 puede llegar a degradar por completo las piridinas de aguas contaminadas en 5 días partiendo de con-centraciones de 30 Mm (Arenskötter et al. 2005; Drzyzga 2012; Lee et al. 2001; Stobdan et al. 2008).

Otras fuentes de carbono difícilmente accesibles como el t-butil éter (ETBE), metil t-butil éter (MTBE), t-amil metil éter (TAME), alcanos- cíclicos y otros tipos de hidrocarburos aromáticos policíclicos, también se ha observado que pueden ser degradados por G. terrae. Esta habilidad catabólica muy probablemente se vea facilitada gracias a la capacidad por parte de estos microorganismos de producir biosurfactantes. Entre las especies de Gordonia que han mostrado esta actividad se encuentran Gordonia alkanivorans y G. amarae (Shavandi & Sadeghizadeh 2010; Mohebali et al. 2008; Hernandez-Perez et al. 2001; Kästner et al. 1998).

1.1.5.2.2. Ésteres de ácido ftálico

Los ésteres del ácido ftálico, son sustancias que se añaden a los plásticos para modificar propiedades como la flexibilidad o la transparencia. A nivel orgánico ejercen una acción hormonal a través de su unión a receptores de estrógenos, estimulando la proliferación celular. Este tipo de compuesto puede ser degradado por varias cepas de Gordonia, de las cuales no se ha determinado la especie y que utilizan los productos de degradación de estos compuestos como fuentes de carbono (Chatterjee et al. 2005; Nishioka et al. 2006).

1.1.5.2.3. s-Triazinas

Las triazinas son sustancias xenobióticas ambientales, con estructura heterocíclica que pueden ser degradadas por miembros del género Gordonia. La cepa DSM 10347 de G. rubripertictincta posee la enzima 1,3,5-triazina hidrolasa que es inducible y tiene la capacidad de

declorar la 1,3,5-triazina facilitando de este modo su degradación (Cook AM 1986; Cook AM 1984).

1.1.5.2.4. Gomas naturales y sintéticas

La capacidad de degradar gomas con base de isopreno (cis-1,4- poliisopreno) tanto naturales como sintéticas no es frecuente a nivel bacteriano. Varias cepas de G. polyisoprenivorans y G. westfalica han mostrado poder degradar los cis-1,4-poliisoprenos, la primera cepa descrita fue la Kd2T_{, posteriormente las cepas VH2 y Y2K también lo} han mostrado. No se conoce por el momento como se da esta acción biodegradadora, aunque los autores proponen que esta capacidad se ve facilitada por las propiedades hidrofóbicas de las paredes de estos microorganismos que pueden adherirse a estas sustancias, y posiblemente también a la capacidad productora de biosurfactantes (Linos et al. 1999; Linos et al. 2002; Arenskötter M, Baumeister D, Berekaa MM, Pötter G, Kroppenstedt RM, Linos A 2001).

1.1.5.2.5. Petróleo y derivados

El dibenzotiofeno (DBT) está considerado como un modelo de com- puestos representativo de la fracción aromática organosulfurada tanto de los aceites crudos (combustibles fósiles) como del carbón. Varias especies de Gordonia, entre ellas G. nitidia, G. desulfuricans y G. amicalis, han sido caracterizadas por su capacidad para desulfurar el DBT y los benzotiofenos (Kim et al. 2000; Drzyzga 2012; Kim et al. 1999).

1.1.5.2.6. Esteroides

Algunas especies del género Gordonia poseen la capacidad de degradar, mineralizar y utilizar como fuente de carbono, distintos tipos de compuestos esteroidales como colesterol, ergosterol y estigmasterol, y en algunos casos como G. cholesterolivorans, hacerlo de forma muy eficiente. Otras especies como G. amarae, G. hydrophobica, G. neofelifaecis, G. sihwensis y G. terrae, entre otras, también han mostrado que pueden utilizar sustancias estrogénicas como fuente de carbono. Este tipo de capacidad metabólica es de gran interés ya que

frecuentemente se detectan sustancias estrogénicas en las aguas residuales domésticas y ambientales, y estos compuestos pueden provocar disrupciones metabólicas tanto en las personas como en la fauna que las consumen (Drzyzga 2012; Drzyzga et al. 2009; Drzyzga et al. 2011; Liu et al. 2011).

Especie Compuestos biodegradados

G. alkanivorans Alcanos

Dibenzotiofeno

G. amarae Sustancias estrogénicas

G. amicalis Pirenos y dibenzopirenos

G. cholesterolivorans Colesterol, esteroides

G.desulfuricans Benzothiophenos

G. hirsuta Aldehídos y cetonas

G. hydrophobica Aldehídos y cetonas, colesterol

G. kroppenstedtii Fenol

G. namibiensis Compuestos de nitrilo

G. neofelifaecis Colesterol

G. nitida 3-metil y 3-dietilpiridina

G. paraffinivorans Hidrocarburos

G. polyisoprenivorans Gomas, hexano

G. rubripertincta Benzotiofeno, sustancias

estrogénicas

G. sihwensis Colesterol

G. terrae MTBE, ETBE, TAME ,

sustancias estrogénicas

G. westfalica Gomas

Figura 4. Principales compuestos biodegradados por miembros del género Gordonia.