Uma equipa de bioengenheiros da Universidade de Kobe, no Japão, desenvolveu uma nova forma de produzir PDCA (ácido piridina-dicarboxílico), um material biodegradável com propriedades físicas superiores às do PET, recorrendo a bactérias E. coli geneticamente modificadas.
Segundo a equipa responsável pelo estudo, a descoberta, publicada na revista Metabolic Engineering, representa um “avanço significativo” na procura de alternativas sustentáveis ao plástico derivado do petróleo, cujo uso massivo continua a levantar preocupações ambientais.
“A maioria das estratégias de produção baseadas em biomassa concentra-se em moléculas compostas apenas por carbono, oxigénio e hidrogénio. No entanto, existem compostos altamente promissores para plásticos de alto desempenho que incluem outros elementos, como o azoto, mas não há estratégias eficientes de bioprodução. Ao mesmo tempo, as reações químicas puramente sintéticas geram inevitavelmente subprodutos indesejados”, explicou o bioengenheiro Tsutomu Tanaka, líder da investigação.
O PDCA, ao incorporar azoto na sua estrutura, apresenta propriedades comparáveis ou até superiores às do PET, amplamente utilizado em embalagens e têxteis. “O nosso grupo abordou o desafio de forma diferente: quisemos aproveitar o metabolismo celular para assimilar azoto e construir o composto do início ao fim”, acrescentou o investigador.
Nos ensaios em biorreatores, os investigadores conseguiram concentrações de PDCA sete vezes superiores às anteriormente reportadas. O processo, no entanto, não foi isento de desafios. A equipa identificou um bloqueio enzimático que produzia peróxido de hidrogénio (H₂O₂), composto altamente reativo que acabava por inativar a própria enzima que o gerava.
No entanto, o grupo de investigadores avançou estar já a trabalhar em melhorias do processo para facilitar a produção industrial.
“A capacidade de obter quantidades suficientes em biorreatores estabelece a base para os próximos passos rumo à implementação prática. De forma mais geral, a nossa conquista ao incorporar enzimas do metabolismo do azoto alarga o espectro de moléculas acessíveis através da síntese microbiana, aumentando ainda mais o potencial da biofabricação”, concluiu.
