Pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, descobriram como os bloqueios moleculares retardam a decomposição da celulose, o principal componente das paredes celulares das plantas, em açúcares que podem ser fermentados em biocombustíveis. As descobertas, publicadas na revista Nature Communications, podem ajudar os cientistas a projetar enzimas que decomponham a celulose de forma mais eficiente para a produção de biocombustíveis.

A celulose é uma molécula complexa de açúcar composta por longas cadeias de moléculas de glicose. Para converter a celulose em biocombustíveis, ela deve primeiro ser decomposta em moléculas de glicose. Este processo, conhecido como hidrólise da celulose, é normalmente realizado por enzimas chamadas celulases.

No entanto, a degradação da celulose é muitas vezes lenta e ineficiente devido à presença de obstáculos moleculares. Esses obstáculos incluem a lignina, um polímero complexo que reveste a superfície das fibras de celulose, e a hemicelulose, outro tipo de molécula de açúcar intimamente associada à celulose.

Em seu estudo, os pesquisadores usaram uma combinação de técnicas experimentais e computacionais para investigar como esses obstáculos moleculares inibem a atividade das celulases. Eles descobriram que a lignina e a hemicelulose podem bloquear os sítios ativos das celulases, impedindo-as de se ligarem e de quebrarem a celulose.

Os pesquisadores também descobriram que a presença de lignina e hemicelulose também pode retardar a difusão das celulases na superfície da celulose. Isso significa que leva mais tempo para as enzimas chegarem à celulose e começarem a decompô-la.

As descobertas deste estudo podem ajudar os cientistas a projetar celulases que sejam mais resistentes a bloqueios moleculares. Isso poderia levar a uma produção de biocombustíveis mais eficiente e econômica.

“Nosso estudo fornece uma compreensão detalhada de como os bloqueios moleculares inibem a degradação da celulose”, disse a pesquisadora principal Jennifer Reed, pesquisadora de pós-doutorado no Departamento de Química da UC Berkeley. “Esta informação poderia ser usada para projetar celulases que sejam mais eficientes na decomposição da celulose para a produção de biocombustíveis”.

A equipe de pesquisa está agora trabalhando no desenvolvimento de novas celulases que sejam mais resistentes a bloqueios moleculares. Eles esperam que estas enzimas possam um dia ser utilizadas para produzir biocombustíveis de forma mais eficiente e económica.