Descoberta brasileira promete aumentar produção de etanol

Uma pesquisa inovadora, publicada na revista Nature, revelou a descoberta de uma metaloenzima inédita, a CelOCE (Cellulose Oxidative Cleaving Enzyme), por cientistas do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Essa enzima, encontrada em amostras de solo no estado de São Paulo, tem o potencial de revolucionar a produção de etanol de segunda geração, abrindo caminho para um futuro mais verde e sustentável.

Na prática, o etanol de cana-de-açúcar para veículos e aviação, e a escalada do etanol de segunda geração, são derivados da celulose. Ela, por sua vez, é o polímero vegetal mais abundante na natureza, e um dos componentes essenciais da biomassa. No entanto, sua estrutura complexa e resistente dificulta a quebra em açúcares, etapa crucial para a produção de biocombustíveis e outros produtos químicos.

De acordo com os cientistas, a CelOCE atua de forma inovadora, realizando a clivagem oxidativa da celulose, ou seja, separando as moléculas de carbono que a compõem. Esse processo desestabiliza a estrutura da celulose, tornando-a mais acessível, para que outras enzimas a convertem em açúcar.

Entre as vantagens da CelOCE, estão maior eficiência, sustentabilidade e escalabilidade. A enzima já foi testada em escala piloto, demonstrando sua viabilidade para aplicação industrial imediata.

CelOCE e o aumento do rendimento da decomposição da celulose

O que os cientistas conseguiram foi encontrar um mecanismo totalmente novo de clivagem oxidativa (separação de moléculas de carbono), aumentando a eficiência e o rendimento do processo de decomposição da celulose. Atualmente, esse índice é de 60% a 70%. Com a CelOCE, pode chegar a 80%.

“Qualquer aumento de rendimento significa muito, porque estamos falando em centenas de milhões de toneladas de resíduos sendo convertidas”, declarou Mário Murakami, líder do grupo de pesquisa em biocatálise e biologia sintética, em entrevista à Agência Fapesp, publicada pelo Globo Rural. 

Segundo os pesquisadores, a função da CelOCE não é gerar o produto final, ou seja, o que a enzima faz é “abrir os caminhos” para outras enzimas, potencializando sua ação de conversão da matéria-prima em açúcar.

“Modificamos o paradigma de desconstrução da celulose pela via microbiana. Achávamos que as mono-oxigenases eram a única solução redox da natureza para lidar com a recalcitrância da celulose. Mas, descobrimos que a natureza havia encontrado outra estratégia ainda melhor”, apontou Murakami.

Potenciais impactos

A descoberta da CelOCE representa um avanço significativo na biotecnologia e tem potencial para:

• transformar a indústria de biocombustíveis: aCelOCE pode impulsionar a produção de etanol de segunda geração, utilizando resíduos agrícolas e florestais como matéria-prima, reduzindo a dependência de combustíveis fósseis e promovendo a economia circular;
• fortalecer o Brasil como líder em bioenergia: o Brasil, que por sua vez conta com uma vasta produção de cana-de-açúcar e outros recursos agrícolas, pode se tornar um protagonista na produção de biocombustíveis avançados, gerando novos empregos e renda;
• contribuir para a transição energética: a CelOCE pode acelerar a transição para uma matriz energética mais limpa e renovável, ajudando a mitigar os efeitos das mudanças climáticas.