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Ciência01/07/2022

Molécula produzida por bactéria serve para fazer combustível de aviação

A bactéria comum Streptomyces, que produz as moléculas contendo ciclopropano. Crédito: Pablo Morales-Cruz

01/07/22 - 07h51min

Aeronaves transportam pessoas e mercadorias e realizam operações militares, mas os combustíveis à base de petróleo que as alimentam são escassos. Mas pesquisadores internacionais descobriram uma maneira de gerar um combustível alternativo para jatos, colhendo uma molécula de carbono incomum produzida pelo processo metabólico de bactérias comumente encontradas no solo. Sua pesquisa foi publicada na revista Joule.

“Na química, tudo o que requer energia para ser produzido libera energia quando é quebrado”, disse Pablo Cruz-Morales, microbiologista da DTU Biosustain, parte da Universidade Técnica da Dinamarca, e principal autor do estudo. Quando o combustível de petróleo para jato é inflamado, ele libera uma tremenda quantidade de energia, e os cientistas do Keasling Lab no Lawrence Berkeley Laboratory (EUA) pensaram que deveria haver uma maneira de replicar isso sem esperar milhões de anos para que novos combustíveis fósseis se formassem.

Receita na natureza

Jay Keasling, engenheiro químico da Universidade da Califórnia, em Berkeley (EUA), abordou Cruz-Morales, que era pós-doutorando em seu laboratório na época, para ver se ele poderia sintetizar uma molécula complicada que tem o potencial de produzir muita energia. “Keasling me disse: vai ser uma ideia explosiva”, disse Cruz-Morales.

A molécula que Keasling queria recriar chamava-se jawsamicina, nomeada em homenagem ao filme Tubarão (Jaws, em inglês) por causa de seus recortes semelhantes a mordidas, e é produzida pela bactéria comum Streptomyces (actinomiceto), um organismo com o qual Cruz-Morales havia trabalhado no passado.

“A receita já existe na natureza”, observou Cruz-Morales. A molécula irregular é produzida pelo metabolismo nativo das bactérias à medida que mastigam a glicose. “À medida que comem açúcar ou aminoácidos, elas os quebram e os convertem em blocos de construção para ligações carbono a carbono. Você engorda em seu corpo da mesma maneira, com a mesma química, mas esse processo bacteriano tem algumas torções muito interessantes”.

Comparável ao biodiesel

Essas torções, que conferem às moléculas suas propriedades explosivas, são a incorporação de anéis de ciclopropano – anéis de três átomos de carbono dispostos em forma triangular. “Se você tem ligações que estão em um ângulo normal, uma cadeia aberta de carbonos, os carbonos podem ser flexíveis e ficam confortáveis”, explicou Cruz-Morales. “Digamos que você os transforme em um anel de seis carbonos – eles ainda podem se mover e dançar um pouco. Mas a forma triangular faz com que as ligações se dobrem, e essa tensão requer energia para ser feita.”

Após uma análise cuidadosa, a equipe determinou que as enzimas responsáveis ​​​​pela construção dessas moléculas de ciclopropano de alta energia eram sintases de policetídeos. “As sintases de policetídeos são a melhor ferramenta biológica para fazer química orgânica”, afirmou Cruz-Morales.

Segundo Cruz-Morales, o combustível produzido pela bactéria funcionaria muito como o biodiesel. Ele precisaria ser tratado para que pudesse inflamar a uma temperatura mais baixa do que a temperatura necessária para queimar um ácido graxo, mas, quando inflamado, seria poderoso o suficiente para enviar um foguete ao espaço. “Se podemos fazer esse combustível com biologia, não há desculpas para fazê-lo com petróleo”, diz Cruz-Morales. “Isso abre a possibilidade de torná-lo sustentável.”

No futuro, Cruz-Morales espera que ele e a equipe de pesquisadores do Departamento de Energia dos EUA que trabalhou no projeto consigam ampliar esse processo para que seu combustível alternativo possa realmente ser usado em aeronaves. “O problema agora é que os combustíveis fósseis são subsidiados”, observou Cruz-Morales. “Isso é algo que não está apenas relacionado à tecnologia, mas à constituição geopolítica e sociopolítica do planeta neste momento. Você pode ver isso como uma preparação para o momento porque vamos ficar sem combustíveis fósseis, e haverá um ponto, não muito longe de agora, em que precisaremos de soluções alternativas.”

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