Notícia

Cientistas desenvolvem enzima que degrada plástico

Fonte

Jorna da Unicamp

Data

terça-feira, 24 abril 2018 15:00

Áreas

Conservação, Gestão Ambiental, Gestão de Resíduos

Metade da produção anual brasileira de PET, estimada em 550 mil toneladas, não é reciclada e tem como destino os aterros, lixões e rios, gerando um sério problema ambiental para o país. No mundo, o quadro é ainda mais grave: cerca de oito milhões de toneladas de recipientes plásticos são lançadas todos os anos nos oceanos. Descoberta recente de um grupo internacional de cientistas, com participação de especialistas da Unicamp, pode contribuir para minimizar esse tipo de poluição. Os pesquisadores desenvolveram uma enzima, denominada PETase, que degrada com eficiência o PET. A substância divide o material polimérico em pequenas unidades, favorecendo assim a sua reciclagem.

O grupo responsável pelo estudo reúne pesquisadores da Universidade de Portsmouth (Reino Unido), do Laboratório Nacional de Energias Renováveis (NREL, Estados Unidos) e da Unicamp, mais especificamente do Centro de Pesquisa em Engenharia e Ciências Computacionais (CCES, na sigla em inglês – um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) financiados pela Fapesp), sediado no Instituto de Química (IQ) da Universidade. Participaram diretamente da pesquisa o Dr. Rodrigo Leandro Silveira e seu supervisor, o professor Dr. Munir Skaf, que também responde pela direção do CCES e pela Pró-Reitoria de Pesquisa (PRP). Rodrigo conta que o trabalho teve início após a descoberta, por uma equipe japonesa, em 2016, de uma bactéria encontrada na natureza batizada de Ideonella sakaiensis.

Ao analisar o organismo, os japoneses constataram que ele utilizava o PET como fonte de energia. Numa linguagem mais popular, a bactéria “devorava” o plástico em poucos dias, processo que a natureza levaria dezenas de anos para fazer. Os cientistas verificaram também que a responsável pelo processo de degradação do polímero era a PETase. A partir desse ponto, a investigação entrou numa segunda etapa, envolvendo os outros três centros de pesquisa. “Inicialmente, foi feito um esforço para obter a estrutura tridimensional da enzima e, posteriormente, coube à equipe da Unicamp utilizar modelos computacionais para entender seu funcionamento em nível molecular”, explica Silveira.

Um dos procedimentos adotados, segundo o professor Skaf, foi comparar a PETase a outras enzimas muito parecidas do ponto de vista molecular, mas que não têm a capacidade de degradar plástico. O objetivo era estabelecer claramente a diferença de comportamento dinâmico entre as enzimas, ampliando dessa maneira o entendimento sobre o mecanismo utilizado pela “devoradora” de PET. “Uma ideia que surgiu desses estudos, ainda na tentativa de entender melhor essa questão, foi modificar geneticamente a PETase e torná-la mais similar a uma cutinase, enzima que não degrada eficientemente polímeros como o PET. Isso foi feito, mas durante os ensaios nossos colegas de Portsmouth constaram que ocorreu justamente o contrário, ou seja, a enzima foi melhorada”, relata Silveira.

De volta aos modelos computacionais, o pós-doutorando decifrou alguns pontos sobre a ação da enzima mutante. “A PETase interage melhor com o polímero. Ela tem facilidade de atuar no nível molecular do plástico e degradá-lo. A nossa hipótese, que dependerá de novas pesquisas para ser confirmada, é de que a enzima primeiro afrouxa a estrutura do PET para depois degradá-lo em suas unidades formadoras. Ocorre o que classificamos tecnicamente de descristalização”, pormenoriza Silveira.

O professor Skaf esclarece, porém, que a ação da PETase não faz com que polímero desapareça completamente. Sobram pequenas moléculas, que podem ser transformadas em matéria-prima para a fabricação de inúmeros produtos, que vão desde fármacos até biocombustíveis. “O próximo passo será compreender um pouco mais sobre o mecanismo de degradação, para depois tentarmos melhorar ainda mais essa enzima. A última etapa será produzi-la em escala industrial, de modo que possa ser utilizada largamente nos processos de reciclagem”, adianta o pró-reitor de Pesquisa.

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Fonte: Manuel Alves Filho, Unicamp. Imagem: Luiz Paulo Silva, Reprodução.