Uma nova pesquisa da Universidade de Kyushu, no Japão, pode um dia ajudar a fornecer aos humanos que vivem longe da Terra alguns dos nutrientes de que precisam para sobreviver no espaço ou mesmo dar pistas de como a vida começou.

Pesquisadores do International Institute for Carbon Neutral Energy Research relataram um novo processo usando eletricidade para conduzir a síntese eficiente de aminoácidos, abrindo a porta para uma produção mais simples e com menos recursos intensivos desses componentes essenciais para o resto da vida.

Além de serem os blocos básicos de construção das proteínas, aminoácidos também estão envolvidos em vários materiais funcionais, como aditivos para rações, intensificadores de sabor, e produtos farmacêuticos.

Contudo, a maioria dos métodos atuais para a produção artificial de aminoácidos são baseados na fermentação com micróbios, um processo que consome muito tempo e recursos, tornando-o impraticável para a produção desses nutrientes vitais em condições de espaço e recursos limitados.

Assim, pesquisadores têm buscado métodos eficientes de produção movidos a eletricidade, que pode ser gerado a partir de fontes renováveis, mas os esforços até agora usaram eletrodos de chumbo tóxico ou mercúrio ou platina cara e resultaram em baixa eficiência e seletividade.

Takashi Fukushima e Miho Yamauchi agora relatam em Comunicações Químicas que eles conseguiram sintetizar com eficiência vários tipos de aminoácidos usando materiais abundantes.

"A reação geral é simples, mas precisávamos da combinação certa de materiais de partida e catalisador para fazer realmente funcionar sem depender de materiais raros, "diz Yamauchi.

Os pesquisadores estabeleceram uma combinação de dióxido de titânio como eletrocatalisador e um ácido orgânico chamado alfa-cetoácido como a principal fonte de material. O dióxido de titânio está abundantemente disponível na Terra, e o alfa-cetoácido pode ser facilmente extraído da biomassa lenhosa.

Colocando o alfa-cetoácido e uma fonte de nitrogênio, como amônia ou hidroxilamina, em uma solução à base de água e passando eletricidade por meio dela usando dois eletrodos, um dos quais era o dióxido de titânio, levou à síntese de sete aminoácidos - alanina, glicina, ácido aspártico, ácido glutâmico, leucina, fenilalanina, e tirosina - com alta eficiência e alta seletividade, mesmo em condições moderadas.

Hidrogênio, que também é necessário como parte da reação, foi gerado durante o processo como um resultado natural da corrente elétrica entre os eletrodos na água.

Além de demonstrar a reação, os pesquisadores também construíram um reator de fluxo que pode sintetizar eletroquimicamente os aminoácidos continuamente, indicando as possibilidades de aumento da produção no futuro.

"Esperamos que nossa abordagem forneça pistas úteis para a futura construção de ciclos artificiais de carbono e nitrogênio no espaço, "comenta Yamauchi.

"Acredita-se que os processos eletroquímicos também tenham desempenhado um papel na origem da vida, produzindo substâncias químicas fundamentais para a vida por meio de vias não biológicas, portanto, nossas descobertas também podem contribuir para a elucidação do mistério da criação da vida, " Ela adiciona.