A originalidade desse procedimento, objeto de uma publicação no Plant Biotechnology Journal, liga-se à possibilidade de reduzir certos restos como fonte de matéria-prima. Assim, numerosos produtos poderão ser reciclados, sem que isso tenha consequências diretas sobre as reservas de alimento mundial e não aumente o preço dos gêneros alimentícios. Segundo o professor Daniell, tomando como exemplo a Flórida, a casca de laranja usada permitiria produzir cerca de 200 milhões de galões de etanol por ano. É igualmente importante notar que esse novo procedimento poderá também ser aplicado a várias outras fontes de matérias-primas, como a cana de açúcar, o "swithgrass" (grama perene) e à palha.

Desenvolvido com a ajuda de um apoio financeiro do USDA. (U.S. Department de Agriculture), este procedimento utiliza coquetéis enzimáticos para decompor as cascas de laranja e outros resíduos contendo açúcares que serão em seguida fermentados para a produção do etanol. Graças a uma transgênese cloroplástica, ou seja, a introdução de um transgene no DNA cloroplástico, os pesquisadores conseguiram produzir uma combinação de várias enzimas, capazes de degradar as paredes celulares dos vegetais.

Segundo a composição do resíduo utilizado, uma combinação específica, ou "coquetel", de uma dezena de enzimas é necessária para transformar a biomassa com vistas à produção de etanol. Por exemplo, para a lise enzimática das cascas de laranja, enzimas de tipo pectinase serão necessárias, enquanto que para a madeira será preciso utilizar as xilanases. As enzimas obtidas pela equipe do professor Daniell são formas naturais produzidas por micro-organismos saprófitas da madeira (cogumelos e bactérias), tais como a espécie fúngica Trichoderma reesei.

Para produzir tais enzimas, a equipe do professor Daniell clonou genes específicos desses micro-organismos e os fez se expressar em plantas de tabaco. A planta do tabaco constitui um sistema de produção de proteínas recombinantes, economicamente interessante. De fato, a produção nessas plantas transplastômicas (plantas geneticamente modificadas, cujo DNA singular não foi inserido no DNA nuclear, mas naquele dos cloroplastos) apresentaria a vantagem de reduzir os custos de produção de enzimas recombinantes em mais de 1000 vezes em relação às produções industriais realizadas por fermentação, o que, no final, segundo Henry Daniell, reduziria significativamente os custos de produção do etanol. Por outro lado, o tabaco não é uma cultura cujos produtos sejam destinados à alimentação, sua produção é igualmente bastante rentável por metro quadrado e, segundo as taxas de expressão enzimáticas observadas, cerca de 2 bilhões de unidades de pectase liases ou de endoglucanases poderiam ser produzidas cada ano por hectare de plantas de tabaco.

Relativamente a enzimas expressas em sistema bacteriano, como E. Coli, essas enzimas obtidas em sistema de expressão eucariote apresentam vantagens como: uma grande estabilidade térmica; um ampla faixa de pH ótimo; uma forte atividade enzimática do extrato bruto, assim como uma forte concentração proteica, o que permite suprimir as etapas de purificação posteriores e reduz o custo de produção. As enzimas assim obtidas permitiriam igualmente obter um melhor rendimento de produção de açúcares e, especialmente, de glucose, a partir de biomassa celulósica, relativamente às enzimas comerciais (até mais de 3.000 %, segundo os autores do estudo).

Trata-se aqui da primeira publicação abordando a utilização de coquetéis enzimáticos, extraídos de plantas geneticamente modificadas, para obtenção de açúcares fermentáveis em vista da produção de biocombustível a partir de biomassa lignocelulósica. Embora esses resultados sejam encorajadores, antes que esse procedimento operacional em laboratório possa ser transposto à escala industrial, as pesquisas devem ainda prosseguir. Entretanto, as limitações devidas aos altos custos de produção e aos baixos rendimentos observados nos sistemas de expressão bacterianos poderiam ser ultrapassados pelo método de expressão cloroplástica de enzimas recombinantes utilizando hospedeiros vegetais.

Vale lembrar o recente anúncio feito, em fevereiro de 2010, pela Novozymes, quanto ao desenvolvimento de um coquetel enzimático chamado Cellic C Tec2, que permite aumentar a produtividade e reduzir o custo das enzimas a 50 centavos de dólar por galão (3,79 litros). Isto asseguraria à indústria de biocombustíveis um custo de produção inferior a 2 dólares por galão, nas primeiras fábricas-piloto, que deverão estar operacionais em 2011; estes custos seriam comparáveis àqueles da produção de gasolina ou de bioetanol de primeira geração.

UCF - Newsroom (Tradução - MIA).

Nota do Scientific Editor: o artigo que deu origem a esta notícia, de título "Chloroplast-derived enzyme cocktails hydrolyse lignocellulosic biomass and release fermentable sugars", de autoria de D. Verma, A. Kanagaraj, S. Jin, N.D. Singh, P.E. Kolattukudy e H. Daniell, foi publicado na revista Plant Biotechnology Journal, volume 8, número 3, pags. 332-350, 2010.


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