Cadeia de 5 enzimas artificiais converte CO2 em substâncias úteis e abre caminho para combustíveis limpos

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Uma equipe liderada pela Northwestern University desenvolveu uma cadeia formada por cinco enzimas artificiais capazes de transformar a CO2 em moléculas úteis para qualquer célula viva. O trabalho, publicado na revista Nature Chemical Engineering e coordenado por Ashty Karim e Michael Jewett, representa um avanço importante na biologia sintética e pode acelerar a produção de materiais e combustíveis com zero emissões de carbono.

Os pesquisadores partiram do formiato, uma pequena molécula líquida que pode ser obtida a partir da captura da CO2. Apesar de seu potencial, o formiato é pouco aproveitado por células vivas: apenas alguns microrganismos conseguem metabolizá-lo com eficiência, e esses organismos são difíceis de manipular geneticamente para aplicações industriais.

Para contornar esse gargalo, o grupo optou por uma rota completamente artificial, executada fora de células — um sistema cell-free que usa enzimas projetadas em laboratório para promover reações químicas que não ocorrem na natureza. Em poucas semanas de experimentos, os cientistas testaram 66 enzimas diferentes e mais de 3.000 variantes para selecionar as combinações mais eficientes.

O resultado é uma cadeia enzimática de cinco etapas capaz de converter o formiato em blocos de construção químicos aproveitáveis por células diversas. Essa abordagem elimina a dependência de microrganismos pouco maleáveis e oferece um caminho flexível para produzir compostos químicos essenciais, com potencial para escalonamento industrial.

Segundo os autores, a estratégia demonstra como a engenharia de enzimas e os sistemas fora das células podem colaborar com a captura de carbono para gerar produtos de alto valor agregado, desde precursores de materiais até potenciais combustíveis sintéticos, reduzindo a pegada de carbono das cadeias produtivas.

Os próximos passos incluem otimizar ainda mais a eficiência catalítica, testar a robustez do sistema em condições operacionais e explorar a integração com processos de captura de CO2 existentes. A expectativa é que rotas enzimáticas artificiais como esta acelerem a transição para cadeias industriais mais sustentáveis, ao permitir transformar CO2 — um passivo ambiental — em recursos valiosos.

Por que isso importa: ao criar uma via artificial fora das células, os pesquisadores permitem maior controle, modularidade e potencial de rendimento do processo, aproximando a captura de carbono de aplicações industriais práticas.

Pesquisa publicada em Nature Chemical Engineering; estudo coordenado por Ashty Karim e Michael Jewett, Northwestern University.

Fonte: ANSA – La CO2 trasformata in sostanze utili grazie a una catena di enzimi artificiali