Pesquisadores brasileiros desenvolvem enzima que transforma resíduos em biocombustível
A enzima CelOCE, isolada de bactérias do solo, pode revolucionar a produção de biocombustíveis e plásticos.
Pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) anunciaram, nesta quinta-feira (13), na revista Nature, a descoberta de um biocatalisador inovador, denominado CelOCE (do inglês, Cellulose Oxidative Cleaving Enzyme), extraído de bactérias encontradas em solos brasileiros. Este avanço pode transformar resíduos agrícolas, como o bagaço de cana-de-açúcar, em biocombustíveis e outros produtos químicos.
A pesquisa, que abrangeu desde a bioprospecção até a produção em escala industrial da enzima, foi realizada na planta-piloto do CNPEM. O pedido de registro de patente já foi protocolado, e a expectativa é que o uso industrial da enzima comece entre um e quatro anos após o licenciamento, dependendo das tecnologias aplicadas.
A descoberta das bactérias não foi um acaso, mas parte de um extenso programa de mapeamento genético da biodiversidade microbiana brasileira. Este projeto é realizado em parceria com instituições nacionais e internacionais, incluindo o Instituto Nacional de Pesquisa para Agricultura, Alimentos e Meio Ambiente da França (INRAE) e a Universidade Técnica da Dinamarca (DTU).
O processo que levou à identificação da enzima CelOCE pode também ser aplicado em outras condições, possibilitando a descoberta de compostos úteis na reciclagem de petroquímicos e plásticos, ampliando ainda mais o potencial de aplicação da pesquisa.
A CelOCE é uma enzima de pequeno porte, composta por 115 aminoácidos, o que facilita sua modificação em laboratório. Essa flexibilidade é um dos fatores que a tornam uma inovação significativa, com potencial para transformar a cadeia produtiva baseada em biomassa. A enzima pode ser utilizada na produção de combustíveis, plásticos, ácidos orgânicos e outras moléculas.
Dados obtidos em condições industriais demonstraram que, quando utilizada em conjunto com enzimas já consagradas na indústria, a CelOCE pode aumentar em até 21% a quantidade de glicose liberada a partir de resíduos vegetais. Essa eficiência é crucial para o desenvolvimento de biocombustíveis sustentáveis.
A função da enzima consiste em acelerar a degradação da celulose, um passo essencial na produção de bioquímicos. O pesquisador Mario Murakami, responsável pelos estudos, destacou: “Essa descoberta muda o paradigma da degradação da celulose na natureza e tem o potencial de revolucionar as biorrefinarias”.
Murakami também comentou sobre a motivação da pesquisa, que visa elucidar a “matéria escura metagenômica”, referindo-se a genes de microrganismos ainda desconhecidos. Ele afirmou que mais de 90% da vida microbiana permanece inexplorada, o que pode conter informações valiosas para compreender diversos processos naturais, incluindo a degradação da celulose.
O entendimento da ação da enzima sobre a celulose foi possibilitado pelo avançado parque de equipamentos e pela equipe de pesquisadores do CNPEM, que permitiram a elucidação da estrutura tridimensional e do mecanismo de reconhecimento das fibras de celulose. O mecanismo único da CelOCE, baseado na bioquímica redox, apresenta ganhos superiores aos métodos atualmente conhecidos.
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