Organismos extremófilos: el pH

Acidófilos

Los organismos que pueden crecer a pH bajos se denominan acidófilos.

En líneas generales, los hongos toleran mucho mejor que las bacterias los pH ácidos. Muchos tienen su punto óptimo en pH 5 pero, sin embargo, muy pocos crecen a pH 2. Hay también algunas bacterias y Archaeas acidófilas e incluso las hay acidófilas obligadas, incapaces de desarrollarse a pH neutro. De estas últimas tenemos ejemplos como algunas bacterias del género Thiobacillus o Archaeas del género Sulfolobus o Thermoplasma.

Los ambientes muy ácidos pueden ser el resultado natural de actividades geoquímicas (como la producción de gases sulfurosos en las aberturas hidrotermales y en algunas fuentes termales) y de las propias actividades metabólicas de cierto acidófilos. También se encuentran acidófilos en los resíduos extraidos de las minas de carbón. Las moléculas defensivas que proporcionan esta protección, así como otras que entran en contacto con el entorno, debe poder operar en acidez extrema. De hecho, las extremozimas que puede trabajar a un pH por debajo de uno (más ácido que el vinagre o los fluidos del estómago) se ha aislado de la pared celular y de la membrana subyacente de algunos acidófilos.

Las aplicaciones potenciales de las extremozimas ácido-tolerantes van desde los catalizadores para la síntesis de compuestos en soluciones ácidas a los aditivos para alimentos de animales ya que se piensa que funcionan perfectamente en sus estómago. El uso de enzimas en alimentación ya es bastante popular. Las enzimas que se seleccionan son las que los microbios secretan normalmente en el ambiente para fragmentar susmutrientes en forma conveniente para la ingestión. Cuando se agregan a ciertos alimentos, las enzimas mejoran su digestibilidad (p.e. del grano barato) y evitan la necesidad de comida más cara.

Alcalófilos

Son los organismos que tienen su pH óptimo entre 10 y 11.

Los Alcalófilos viven en suelos sobrecargados con bicarbonato y en los llamados lagos de sosa, como los que se encuentran en Egipto, el Rift Valley en Africa y en los EE.UU. occidentales. Con un pH 8 o superior, ciertas moléculas se degradaan, por consiguiente, los Alcalófilos, igual pero en caso inverso que los acidófilos, mantienen la neutralidad en su interior, y sus extremozimas se localizan en o cerca de la superficie de la célula y en secreciones externas. La mayoría de ellos pertenecen al género Bacillus. Algunos son también Halofílicos.

Fabricantes de detergentes en todo el mundoestán particularmente entusiasmados con las enzimas de los Alcalófilos. Para trabajar eficazmente, los detergentes deben poder hacer frente a manchas de comida y otras fuentes de grasa (trabajos bien realizados por enzimas tales como proteasas, degradadoras de proteínas, y lipasas, degradadoras de grasas). Hoy día los detergentes tienden a ser muy alcalinos y tan destructivos como las proteasas y lipasas normales. Las versiones alcalófilas de esas enzimas pueden resolver el problema y varias de ellas que puede operar eficazmente en calor o frío está ya en uso o desarrollándose. Las extremozimas de los Alcalófilos también se utilizan para reemplazar enzimas normales manejadas para producir apariencia de "viejo" en tejido de mahón o sarga (ciertas enzimas ablandan y decoloran el tejido degradando la celulosa y soltando los tintes).

En Japón, donde la industria ha abrazado las extremozimas con entusiasmo, mucha de la investigación sobre Alcalófilos ha sido encabezada por Koki Horikoshi del Japan Marine Science and Technology Center in Yokosuka.