Lições da fotossíntese natural para conversão de CO2 em matérias-primas para plástico
O fumarato é sintetizado pela fixação de CO2 a piruvato com multi-biocatalisadores. Malato desidrogenase (ME) combina piruvato e dióxido de carbono (CO2) em L-malato, que pode ser convertido em fumarato pela fumarase (FUM). O fumarato pode ser usado como matéria-prima para plástico biodegradável, como o succinato de polibutileno, que é tipicamente produzido a partir do petróleo, enquanto sequestra CO2. Crédito:Universidade Metropolitana de Osaka
Nas plantas, a fotossíntese natural liga o dióxido de carbono (CO
2 ) em compostos orgânicos, que podem então ser convertidos em glicose ou amido. Essas moléculas úteis podem ser sequestradas, armazenando o carbono em uma forma sólida. A fotossíntese artificial imita esse processo reduzindo o gás de efeito estufa CO
2 —a principal causa da mudança climática—que se converte em outras substâncias úteis.
Pesquisadores da Universidade Metropolitana de Osaka conseguiram criar fumarato usando fotossíntese artificial em piruvato e CO
2 . Este fumarato pode ser usado para fazer plástico biodegradável como o succinato de polibutileno, armazenando o carbono em uma forma sólida, compacta e durável. Atualmente, a maior parte do fumarato usado para fazer esse plástico é produzido a partir do petróleo, criando assim fumarato a partir de CO
2 e o piruvato derivado de biomassa é altamente desejável.
O professor Yutaka Amao, do Centro de Pesquisa para Fotossíntese Artificial, e Mika Takeuchi, estudante de pós-graduação da Escola de Ciências da Universidade Metropolitana de Osaka, usaram o biocatalisador malato desidrogenase (oxaloacetato-descarboxilante) para combinar CO
2 com piruvato, derivado da biomassa, para produzir ácido L-málico. Posteriormente, o biocatalisador fumarase foi usado para desidratar o ácido L-málico para sintetizar o fumarato.
"Os biocatalisadores foram usados para converter CO
2 em matéria-prima para o plástico. Com base em nossos resultados, continuaremos a construir melhores CO
2 sistemas de conversão com impacto ambiental ainda menor; estamos buscando uma conversão mais eficiente de CO
2 em substâncias úteis, usando a energia da luz", disse o Prof. Amao.
Com esse sucesso, a equipe já começou a pesquisar novos métodos de fotossíntese artificial com o objetivo de produzir fumarato usando a luz como energia. Se essa tecnologia puder ser realizada, ela criará um novo sistema fotossintético artificial para sintetizar macromoléculas úteis a partir de CO
2 .
O estudo atual está publicado em
Reaction Chemistry &Engineering .
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