A falta de conhecimento sobre os mecanismos moleculares que tornam possível a biocatálise é um obstáculo ao desenvolvimento de processos biotecnológicos que permitam a reciclagem de plásticos. Um projeto de pesquisa liderado por uma equipe da Universitat Jaume I tornou possível degradar plásticos PET amplamente utilizados por meio de uma enzima natural, CALB, modificando o pH do meio. Isto abre uma nova forma de reciclar o PET, que está presente, por exemplo, em recipientes, garrafas ou têxteis de todos os tipos, e gera compostos inofensivos que são úteis em processos de síntese subsequentes.



Os resultados foram publicados na revista Nature Communications por uma equipa de bioquímica computacional do Instituto de Materiais Avançados (INAM) da UJI liderada por Vicent Moliner e Katarzyna Świderek, em colaboração com um grupo do Centro de Investigação Cooperativa em Biomateriais (CIC biomaGUNE) do País Basco, liderado por Fernando López Gallego, e outro da Universidade do País Basco, liderado por Haritz Sardon. Estes dois últimos grupos realizaram a parte experimental do projeto.

Moliner explica:“Como os polímeros sintéticos não existiram historicamente, a evolução não teve tempo de desenvolver enzimas capazes de degradar estes materiais”. Os plásticos possuem propriedades muito interessantes, levando à sua ampla utilização em diversas aplicações. No entanto, é precisamente uma destas propriedades (a sua durabilidade) que dá origem ao problema da sua reciclagem.

"Os investigadores questionam-se como reciclá-los de forma eficiente e sem gerar problemas ambientais. Neste sentido, um dos objetivos do nosso grupo no INAM é conceber enzimas que possam degradar os plásticos. Como químicos computacionais, fizemos as previsões com base em simulações teóricas e os nossos colegas do País Basco realizaram a demonstração experimental", diz Moliner.

O estudo baseou-se numa enzima natural (CALB) que, segundo Moliner, "ao contrário da maioria das enzimas, é capaz de catalisar mais de uma reação; é muito promíscua. Foi assim que descobrimos que não só podemos usar esta enzima para degradar o PET, mas ao modificar o pH do meio, a estrutura da enzima variou e conseguimos chegar a dois tipos de produtos difíceis de obter pelos métodos tradicionais de síntese, e que são úteis para obter outros."

O investigador do INAM sublinha que desta forma “descobrimos um mecanismo muito simples que permite degradar um polímero sintético em solução aquosa e a baixa temperatura, além de controlar os produtos finais da reação através da simples modulação do pH”.

O próximo passo, indica Moliner, é “continuar se aprofundando no estudo para melhorar a velocidade da reação redesenhando a enzima”. Outra linha que exploram atualmente é avançar na degradação de outros plásticos, como os poliuretanos, outro tipo de polímero sintético hoje amplamente utilizado – ponto em que o grupo de Bioquímica Computacional do INAM está a trabalhar com outros grupos de investigação na Suécia e na Dinamarca.

Mais informações: Katarzyna Świderek et al, Estudos mecanísticos de uma lipase revelam o efeito do pH nos produtos de hidrólise de pequenos módulos PET, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-39201-1
Informações do diário: Comunicações da Natureza

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