![\"novas](\"https:\/\/agromt.news\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/Nova-enzima-capaz-de-quebrar-celulose-pode-revolucionar-producao-de.jpeg\")
A celulose \u00e9 o pol\u00edmero renov\u00e1vel mais abundante do planeta e sua desconstru\u00e7\u00e3o \u00e9 fundamental para a convers\u00e3o de biomassa em combust\u00edveis e produtos qu\u00edmicos. Contudo, ela \u00e9 extremamente recalcitrante \u00e0 despolimeriza\u00e7\u00e3o biol\u00f3gica, ou seja, \u00e9 muito dif\u00edcil de ser quebrada pelos organismos vivos, como bact\u00e9rias e fungos. <\/p>\n
Como resultado, sua quebra na natureza \u00e9 lenta e demanda sistemas enzim\u00e1ticos complexos. A desconstru\u00e7\u00e3o da celulose, que, entre outros resultados, pode possibilitar um aumento significativo na produ\u00e7\u00e3o de etanol a partir da cana-de-a\u00e7\u00facar<\/a><\/strong>, tem sido h\u00e1 d\u00e9cadas um enorme desafio tecnol\u00f3gico.<\/p>\n Agora, pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), em parceria com colegas de outras institui\u00e7\u00f5es do pa\u00eds e do exterior, obtiveram uma enzima que pode literalmente revolucionar o processo de desconstru\u00e7\u00e3o da celulose, viabilizando, entre outras aplica\u00e7\u00f5es tecnol\u00f3gicas, a produ\u00e7\u00e3o em larga escala do chamado etanol de segunda gera\u00e7\u00e3o, derivado de res\u00edduos agroindustriais, como o baga\u00e7o da cana e a palha do milho. <\/p>\n \u201cIdentificamos uma metaloenzima que melhora a convers\u00e3o da celulose por meio de um mecanismo at\u00e9 ent\u00e3o desconhecido de liga\u00e7\u00e3o ao substrato e clivagem oxidativa. Essa descoberta estabelece uma nova fronteira na bioqu\u00edmica redox para a despolimeriza\u00e7\u00e3o de biomassa vegetal, com implica\u00e7\u00f5es amplas em biotecnologia\u201d, contou \u00e0 Ag\u00eancia Fapesp M\u00e1rio Murakami, l\u00edder do grupo de pesquisa em biocat\u00e1lise e biologia sint\u00e9tica do CNPEM e coordenador do estudo.<\/p>\n A enzima rec\u00e9m-descoberta foi nomeada CelOCE<\/strong>, a partir da express\u00e3o em ingl\u00eas Cellulose Oxidative Cleaving Enzyme<\/em>. Ela cliva a celulose por meio de um mecanismo in\u00e9dito, possibilitando que outras enzimas presentes no coquetel enzim\u00e1tico prossigam o trabalho, convertendo os fragmentos em a\u00e7\u00facar. <\/p>\n \u201cPara usar uma compara\u00e7\u00e3o, a recalcitr\u00e2ncia da estrutura cristalina da celulose decorre como que de um conjunto de cadeados, que as enzimas cl\u00e1ssicas n\u00e3o conseguem abrir. A CelOCE abre esses cadeados, permitindo que outras enzimas fa\u00e7am a convers\u00e3o. Seu papel n\u00e3o \u00e9 gerar o produto final, mas tornar a celulose acess\u00edvel. Ocorre uma sinergia, a potencializa\u00e7\u00e3o da atua\u00e7\u00e3o de outras enzimas pela a\u00e7\u00e3o da CelOCE\u201d, comenta Murakami.<\/p>\n O pesquisador informa que, cerca de duas d\u00e9cadas atr\u00e1s, a adi\u00e7\u00e3o das mono-oxigenases ao coquetel enzim\u00e1tico constituiu uma primeira revolu\u00e7\u00e3o. Essas enzimas oxidam diretamente as liga\u00e7\u00f5es glicos\u00eddicas da celulose, facilitando a a\u00e7\u00e3o de outras enzimas. <\/p>\n Foi a primeira vez que se utilizou a bioqu\u00edmica redox como estrat\u00e9gia microbiana para superar a recalcitr\u00e2ncia da biomassa da celulose. E isso definiu um paradigma. Tudo que se descobriu no per\u00edodo foi baseado nas mono-oxigenases. Agora, pela primeira vez, esse paradigma foi quebrado, com a descoberta da CelOCE, que n\u00e3o \u00e9 uma mono-oxigenase, e propicia um resultado muito mais expressivo.<\/p>\n \u201cSe acrescentamos uma mono-oxigenase ao coquetel enzim\u00e1tico, o incremento \u00e9 de X. Se acrescentamos a CelOCE, obtemos 2X: duas vezes mais. Modificamos o paradigma de desconstru\u00e7\u00e3o da celulose pela via microbiana. Ach\u00e1vamos que as mono-oxigenases eram a \u00fanica solu\u00e7\u00e3o redox da natureza para lidar com a recalcitr\u00e2ncia da celulose. Mas descobrimos que a natureza havia encontrado tamb\u00e9m outra estrat\u00e9gia, ainda melhor, baseada em um arcabou\u00e7o estrutural minimalista que permite seu redesenho para outras aplica\u00e7\u00f5es, como a biorremedia\u00e7\u00e3o ambiental\u201d, afirma Murakami.<\/p>\n O pesquisador explica que a CelOCE reconhece a extremidade da fibra de celulose, instala-se nela e a cliva de forma oxidativa. Ao faz\u00ea-lo, ela perturba a estabilidade da estrutura cristalina, tornando-a mais acess\u00edvel para a a\u00e7\u00e3o das enzimas cl\u00e1ssicas, as hidrolases glicos\u00eddicas. <\/p>\n Um dado muito relevante \u00e9 que a CelOCE \u00e9 um d\u00edmero, composto por duas subunidades id\u00eanticas. Enquanto uma subunidade se encontra \u201csentada\u201d sobre a celulose, a outra fica livre, podendo desempenhar uma atividade secund\u00e1ria de oxidase, gerando o cossubstrato necess\u00e1rio para a rea\u00e7\u00e3o biocatal\u00edtica.<\/p>\n \u201cIsso \u00e9 realmente muito inovador, porque as mono-oxigenases dependem de uma fonte de per\u00f3xidos externa, enquanto a CelOCE produz seu pr\u00f3prio per\u00f3xido. Ela \u00e9 autossuficiente, uma m\u00e1quina catal\u00edtica completa. Sua organiza\u00e7\u00e3o estrutural quatern\u00e1ria possibilita que o s\u00edtio que n\u00e3o est\u00e1 engajado sobre a celulose atue como seu gerador de per\u00f3xido. Trata-se de uma enorme vantagem, porque o per\u00f3xido \u00e9 um radical altamente reativo. Ele reage com muitas coisas. \u00c9 muito dif\u00edcil de ser controlado. Por isso, em escala industrial, adicionar per\u00f3xidos ao processo configura um grande desafio tecnol\u00f3gico. Com a CelOCE, o problema \u00e9 eliminado. Ela produz in situ <\/em>o per\u00f3xido de que necessita\u201d, sublinha Murakami.<\/p>\n A CelOCE \u00e9 uma metaloenzima: esta \u00e9 sua classifica\u00e7\u00e3o exata, porque possui um \u00e1tomo de cobre embutido em sua estrutura molecular que atua como o centro catal\u00edtico propriamente dito. Ela n\u00e3o foi criada em laborat\u00f3rio, mas descoberta na natureza. Por\u00e9m, para chegar a ela, os pesquisadores tiveram de mobilizar uma quantidade formid\u00e1vel de ci\u00eancia e equipamentos.<\/p>\n \u201cPartimos de amostras de solo coberto com baga\u00e7o de cana, mantido por d\u00e9cadas em uma \u00e1rea adjacente a uma biorrefinaria no estado de S\u00e3o Paulo. Nessas amostras, identificamos uma comunidade microbiana altamente especializada na degrada\u00e7\u00e3o de biomassa vegetal usando uma abordagem multidisciplinar […]”, conta.<\/p>\n Segundo ele, os experimentos foram realizados em biorreatores de planta-piloto de 65 litros e 300 litros. “Fomos da prospec\u00e7\u00e3o da biodiversidade \u00e0 elucida\u00e7\u00e3o do mecanismo e chegamos \u00e0 escala industrialmente relevante em planta-piloto com possibilidade de aplica\u00e7\u00e3o imediata no mundo real\u201d, completa.<\/p>\n O pesquisador enfatiza que este n\u00e3o foi um resultado de bancada de laborat\u00f3rio, que ainda precisa passar por muitas valida\u00e7\u00f5es antes de chegar \u00e0 utiliza\u00e7\u00e3o industrial. A prova de conceito em escala-piloto j\u00e1 foi demonstrada e a enzima rec\u00e9m-descoberta pode ser incorporada imediatamente ao processo produtivo \u2013 o que \u00e9 extremamente relevante para o Brasil, como grande produtor de biocombust\u00edveis, e para o mundo, em um contexto de transi\u00e7\u00e3o energ\u00e9tica urgente em fun\u00e7\u00e3o da crise clim\u00e1tica.<\/p>\n O Brasil possui as duas \u00fanicas biorrefinarias existentes no mundo capazes de produzir, em escala comercial, biocombust\u00edveis a partir da celulose. A tend\u00eancia \u00e9 que essas biorrefinarias se multipliquem aqui e sejam replicadas em outros pa\u00edses. <\/p>\n Um dos maiores desafios, at\u00e9 agora, era a desconstru\u00e7\u00e3o da biomassa de celulose: como quebrar esse material e convert\u00ea-lo em a\u00e7\u00facar. A CelOCE dever\u00e1 aumentar expressivamente a efici\u00eancia do processo.<\/p>\n \u201cAtualmente, a efici\u00eancia est\u00e1 na faixa de 60%, 70%, podendo chegar, em alguns casos, a 80%. Isso significa que muita coisa ainda n\u00e3o \u00e9 aproveitada. Qualquer aumento de rendimento significa muito, porque estamos falando em centenas de milh\u00f5es de toneladas de res\u00edduos sendo convertidas\u201d, argumenta Murakami. <\/p>\n Ele acrescenta que n\u00e3o se trata apenas de aumentar a produ\u00e7\u00e3o de etanol veicular, mas de outros produtos tamb\u00e9m, como, por exemplo, biocombust\u00edvel para avia\u00e7\u00e3o.<\/p>\n<\/p>\n O post Nova enzima capaz de quebrar celulose pode revolucionar produ\u00e7\u00e3o de biocombust\u00edveis<\/a> apareceu primeiro em Canal Rural<\/a>.<\/p>\nQuebra de paradigma<\/h2>\n
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Descoberta na natureza<\/h2>\n
\u00danico pa\u00eds com biorrefinarias de celulose<\/h2>\n