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30 de Junho de 2020

Novo grupo de enzimas pode beneficiar diversas áreas, de saúde a biocombustíveis

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Pesquisa revela novos mecanismos e estratégias para romper polissacarídeos vegetais e gerar subprodutos de interesse


Os polissacarídeos são moléculas onipresentes na natureza servindo como barreira natural para as plantas, fonte de energia para algas e compõem a parede celular de fungos. A desconstrução ou modificação desses polissacarídeos tem grande interesse industrial como na indústria têxtil e de papel, assim como para a geração de biocombustíveis e intermediários químicos renováveis. Atualmente, a utilização desses polissacarídeos em subprodutos de interesse industrial exige o uso de reagentes químicos que geram impactos ambientais ou é realizada por enzimas industriais ainda pouco eficientes.

Pesquisadores do Laboratório Nacional de Biorrenováveis, do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), e colaboradores, investigaram uma família de enzimas encontrada tanto em bactérias como fungos e revelaram novas moléculas capazes de degradar e converter alguns desses polissacarídeos como beta-glucanos em produtos de interesse industrial.

O estudo se concentrou em uma família não convencional e pouco conhecida de enzimas do tipo hidrolases glicosídicas (GH), capazes de processar os polissacarídeos β-1,3-glucanos, carboidrato presente nas algas, bactérias, fungos e plantas.

As moléculas descobertas demonstraram características que poderão ter desdobramentos em aplicações bem conhecidas. As enzimas têm potencial para atuar como conservantes alimentícios, dada sua ação antifúngica. Em nutrição animal, as enzimas poderão atuar como facilitadoras da digestão de matérias ricas em fibras vegetais. Na indústria farmacêutica, as enzimas se mostraram capazes de produzir prebióticos, que são moléculas bioativas que têm sido, inclusive, estudadas para tratamento do câncer.

A família estudada ainda não é utilizada pela indústria, já que sua atividade e seus mecanismos de ação não eram conhecidos, até então. Testadas em escala laboratorial, elas serão agora testadas e comparadas com os padrões atualmente disponíveis, de modo a verificar a possibilidade de se promover uma produção em escala industrial das possibilidades vistas em ambiente controlado.

O trabalho lança uma nova perspectiva para a biotecnologia industrial, pois, além de revelar enzimas inéditas, mostra que essa família é capaz de atuar em carboidratos complexos e abundantes em plantas, algas e microrganismos e se ligar a alvos específicos em fungos, apresentando alta ação catalítica capaz de potencializar a obtenção de uma série de moléculas bioativas conversíveis em produtos de uso cotidiano, em versões renováveis.

Entre as diversas análises realizadas para esta pesquisa, os pesquisadores utilizaram as linhas de luz MX2, SAXS1 e SAXS2 do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS).

Fonte: Santos CR, Costa PACR, Vieira PS, Gonzalez SET, Correa TLR, Lima EA, et al. Structural insights into β-1,3-glucan cleavage by a glycoside hydrolase family. Nat Chem Biol (2020). DOI: 10.1038/s41589-020-0554-5