Enzima pode ajudar na captura de carbono
D.R.
Uma equipa de investigadores da Unidade de Biociências Moleculares Aplicadas | UCIBIO, da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade NOVA de Lisboa I NOVA FCT, em colaboração com investigadores do ITQB-NOVA, descobriu como uma enzima natural capta e reduz o dióxido de carbono (CO2)
Esta descoberta permite que sejam desenvolvidos catalisadores industriais mais eficazes para a captura de carbono e a produção de combustíveis sustentáveis. Ao combinar Biologia Estrutural, Enzimologia e Engenharia de Proteínas, Física e Modelação Computacional, a equipa conseguiu revelar o funcionamento deste sistema biológico com um nível de detalhe sem precedentes, esclarece a universidade em comunicado.
O estudo, publicado na revista científica Angewandte Chemie International Edition, revela pela primeira vez o percurso do CO2 através de “canais” no interior da proteína até uma espécie de “sala de espera molecular”. É neste espaço que o gás fica temporariamente retido antes de ser convertido numa molécula capaz de armazenar energia e servir de base para combustíveis e materiais sustentáveis. Este mecanismo abre caminho para uma nova geração de tecnologias de captura de carbono e produção de combustíveis sustentáveis.
O estudo foi coordenado por Maria João Romão e Cristiano Mota, investigadores da UCIBIO da NOVA FCT. O trabalho tem como primeiros autores Guilherme Vilela-Alves da UCIBIO da NOVA FCT e Rita Rebelo Manuel, sob orientação de Inês Cardoso Pereira, do ITQB-NOVA.
"Compreender ao detalhe atómico como estas enzimas funcionam e guiam o CO2 no seu interior dá-nos o conhecimento fundamental necessário para desenhar tecnologias mais eficientes”, explicam Maria João Romão e Cristiano Mota, investigadores da UCIBIO e coordenadores deste estudo, citados no comunicado. "Esta descoberta inspira diretamente o desenvolvimento de novos catalisadores artificiais para a captura industrial de carbono e produção de energia limpa”.
Recorrendo a técnicas avançadas de Cristalografia de raios-X, realizadas no Instituto Europeu de Radiação de Sincrotrão, em França, os investigadores conseguiram visualizar como as moléculas de diversos gases se deslocam no interior da enzima.
No interior da enzima, os investigadores perceberam que o CO2 é guiado através de túneis internos até uma pequena cavidade adjacente ao centro ativo, descrita pelos investigadores como uma “sala de espera molecular”. Ao reter o CO2 estrategicamente neste local, a enzima concentra a molécula perto da zona de reação, garantindo um processo muito mais rápido e eficiente.
Após diversos processos de experimentação e análise, os investigadores perceberam que a enzima evoluiu para uma estratégia estrutural inteligente: concentrar o substrato (CO2) o mais perto possível do local da reação, aumentando significativamente a eficiência de todo o processo.
A descoberta deste mecanismo inteligente de eficiência abre novas possibilidades tecnológicas para desenvolver enzimas melhoradas para captura industrial de carbono, criar catalisadores inspirados na natureza para produção de combustíveis verdes, e desenvolver novas tecnologias sustentáveis baseadas em princípios biológicos.
Este trabalho de investigação contou ainda com a colaboração de investigadores da European Synchrotron Radiation Facility e da Université Grenoble Alpes/CNRS/CEA (França), bem como do Jerzy Haber Institute of Catalysis and Surface Chemistry, da Polish Academy of Sciences, Krakow (Polónia), reforçando o caráter internacional e multidisciplinar do estudo.
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