Pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP procuram novas enzimas capazes de degradar biomassa para aplicação em processos de produção de combustível e energia elétrica, em substituição às formas convencionais derivadas do petróleo.
A inovação do projeto é o desenvolvimento de uma tecnologia que permite uma marcação mais exata de enzimas extracelulares, que estão fora da célula. O estudo conta com o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e dos Conselhos de Pesquisa do Reino Unido (RCUK).
Segundo o professor do IFSC, Igor Polikarpov, coordenador do projeto, o ser humano tem a capacidade de cultivar, atualmente, apenas 1% dos micro-organismos do Universo. Resumidamente, 99% destes micro-organismos não podem ser apreendidos, são perdidos e morrem. Por essa razão, o procedimento mais comum é estabelecer um conjunto destes micro-organismos, sem caracterizá-los e distingui-los, e sequenciar seu DNA - a chamada atitude metagenômica.
Entretanto, esta técnica se revela pouco eficiente quando o caso não é estudar todos os genes, mas sim enzimas específicas, e, como é o caso desta pesquisa, enzimas que os micro-organismos secretam. "Os micro-organismos não conseguem transferir biomassa para dentro das células, podendo no máximo convertê-la em açúcar para energizar a célula, então essas proteínas que investigamos são excretadas para fora da célula", explica o pesquisador. Assim, no genoma das células, há apenas cerca de 5% de enzimas que de fato interessam aos pesquisadores.
A pesquisa do IFSC explora um mecanismo de afinidade proteica que não atravessa membranas biológicas e, por isso, apenas acessa e marca proteínas extracelulares. "Com essa marcação, é possível "purificar" parcialmente enzimas, ou seja, enriquecer a concentração das enzimas naquilo que você está extraindo da biomassa, neste caso a lignocelulose (princípio do bioetanol) e a cultura microbiana, e sequenciar pequenos pedaços destas proteínas o que chamamos de procedimento proteômico", confirma Polikarpov.
Desta forma, comparando as informações genômicas com as informações proteômicas, é possível caracterizar cada enzima de acordo com suas funções e encontrar com maior facilidade aquelas que se procura para sequenciar, sem precisar analisar um enorme conjunto de micro-organismos, do qual 95% será inútil. Com estes procedimentos, é possível analisar as enzimas secretadas durante o processo de degradação da biomassa, ocorrido na hidrólise deste bagaço - quebra de uma molécula através da água -, reação que ocorre nas chamadas biorrefinarias, considerada um grande potencial para a substituição do petróleo na produção de combustível e energia elétrica, por exemplo. (Agência USP)