A crise ambiental iminente exige uma transição urgente para uma economia verde. Uma equipe de cientistas da Universidade de Nagoya, Japão, liderado pelo Professor Susumu Saito, descobriu recentemente uma maneira interessante de fazer isso acontecer - aproveitando uma importante via metabólica nas células vivas. O objetivo deles era transformar os produtos com baixo consumo de energia em produtos bio-renováveis ​​que podem potencialmente abastecer o nosso mundo de maneira sustentável.

Na maioria das plantas, animais, fungos, e bactérias, uma via chamada "ciclo de Krebs" é responsável por fornecer combustível para as células realizarem suas funções. Operando nas mitocôndrias, em última análise, este ciclo resulta na formação de compostos ricos em energia, como NADH e FADH ₂ (que são usados ​​para alimentar o organismo) e metabólitos com deficiência de energia como C _4- , C _5- , e C _6- ácidos policarboxílicos (PCAs). Recentemente, a ideia de modificar PCAs altamente funcionalizados em moléculas biorrenováveis ​​foi explorada, restaurando as ligações carbono-hidrogênio (C-H) que foram perdidas em sua criação. Isso precisaria que essas biomoléculas passassem por reações chamadas de "desidratação" e "redução, " isso é, a reversão do ciclo de Krebs - um processo complicado.

Em seu novo estudo publicado em Avanços da Ciência , O professor Saito e sua equipe aceitaram o desafio com o objetivo de encontrar um "catalisador" artificial, "uma molécula que poderia facilitar esta modificação. Eles se concentraram em um poderoso, pré-catalisador versátil denominado complexo fosfina-bipiridina-fosfina (PNNP) irídio (Ir) -bipiridil. Prof Saito diz, "Catalisador de metal ativo único como o catalisador (PNNP) Ir pode facilitar a hidrogenação e desidratação seletiva de matéria-prima de biomassa altamente funcionalizada (altamente oxidada e oxigenada) como os metabólitos do ciclo de Krebs."

Quando os cientistas testaram o uso deste pré-catalisador em C _4- , C _5- , e C _6- ácidos policarboxílicos e outros metabólitos relevantes para as mitocôndrias, eles descobriram que as ligações C-H foram incorporadas eficazmente aos metabólitos por meio de reações de hidrogenação e desidratação - um feito, de outra forma, muito difícil de alcançar. A restauração das ligações C-H significa que compostos orgânicos ricos em energia podem ser gerados a partir de materiais pobres em energia que são abundantes na natureza. Além disso, as reações resultaram em compostos chamados "dióis" e "trióis, "que são úteis como agentes hidratantes e na construção de plásticos e outros polímeros. O único produto" resíduo "nesta reação é a água, dando-nos uma fonte limpa de energia. Não só isso, esses processos complexos podem ocorrer em um "recipiente único, "tornando este processo eficiente.

O professor Saito e sua equipe estão otimistas de que suas pesquisas terão consequências importantes para um futuro centrado nas energias renováveis. Prof Saito diz, "Matérias-primas de carbono desperdiçadas, como serragem e comida podre, contêm uma abóbada de diferentes ácidos carboxílicos e seus derivados potenciais. O catalisador molecular (PNNP) Ir pode ser usado para fazer materiais de emissão zero. Muitos plásticos e materiais poliméricos podem ser produzidos a partir de biomassa. com base na matéria-prima residual usando os dióis e trióis obtidos no processo de hidrogenação. "

Com essas descobertas, um mais verde, uma sociedade mais neutra em carbono certamente está à vista.