Enzima descoberta em solo de usina pode impulsionar produção de etanol sustentável

Em meio aos resíduos acumulados por décadas nos pátios de usinas de açúcar e álcool no interior de São Paulo, pesquisadores brasileiros descobriram uma enzima com potencial para revolucionar a produção de etanol de segunda geração.

Enzima CelOCE

A enzima, batizada de CelOCE (sigla em inglês para “enzima de quebra oxidativa da celulose”), foi identificada em uma bactéria que vive no solo constantemente exposto ao bagaço de cana.

Essa bactéria, de um filo ainda não classificado e conhecido como UBP4, produz naturalmente a enzima capaz de quebrar a celulose em glicose, facilitando sua fermentação e transformando um dos maiores obstáculos da produção de etanol celulósico em oportunidade.

Transformando resíduo em recurso: o potencial da CelOCE

A celulose, um carboidrato complexo que compõe a parede celular das plantas, é altamente resistente e difícil de ser convertida em açúcares fermentáveis. No entanto, essa resistência é justamente o que torna a CelOCE tão importante: a enzima atua acelerando esse processo, convertendo a celulose em moléculas menores de glicose, que são fermentadas com facilidade para a produção de etanol.

A descoberta foi liderada por pesquisadores do Laboratório Nacional de Biorrenováveis (LNBR), unidade do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), em Campinas (SP), e publicada em fevereiro de 2025 na revista científica Nature. O projeto contou com apoio da FAPESP e a colaboração de universidades brasileiras e europeias.

Engenharia genética e luz síncroton: inovação tecnológica a serviço da bioenergia

Para tornar a descoberta aplicável, os cientistas realizaram a clonagem do gene que codifica a CelOCE e o inseriram no fungo Trichoderma reesei, já amplamente utilizado na indústria para produção de enzimas. Com a técnica de edição genética Crispr-Cas9, o fungo passou a produzir a CelOCE juntamente com outras enzimas comuns no coquetel enzimático que degrada a celulose nas biorrefinarias.

“Mostramos que há microrganismos na natureza capazes de explorar a química redox de maneira altamente eficaz para quebrar a celulose”, explica Mario Murakami, diretor científico do LNBR e coordenador do projeto.

Um dos momentos mais marcantes do estudo, segundo os pesquisadores, foi a resolução da estrutura cristalográfica da CelOCE, feita com o auxílio do acelerador de partículas Sirius, a maior infraestrutura científica do Brasil. Essa etapa revelou características únicas da enzima, como um sítio ativo compacto e uma forma peculiar de se ligar à celulose, o que pode explicar sua eficiência.

Avanço elogiado por especialistas e com aplicação industrial em vista

A relevância da pesquisa foi reconhecida por especialistas da área. O físico Igor Polikarpov, do Instituto de Física de São Carlos (USP), elogiou o trabalho: “A CelOCE tem grande valor para a hidrólise enzimática da biomassa. Pode ser decisiva para baratear e acelerar a produção de etanol de segunda geração.”

Já o botânico Marcos Buckeridge, do Instituto de Biociências da USP, destacou o rigor técnico do estudo. “Eles utilizaram o que há de mais avançado em pesquisa. O artigo é de altíssimo nível”, comentou.

O LNBR já iniciou negociações com duas empresas interessadas em licenciar a tecnologia. A expectativa é que a CelOCE venha a ser incorporada aos processos industriais, aumentando o rendimento e a viabilidade econômica do etanol celulósico — uma das principais apostas para a transição energética e redução das emissões de carbono no setor de transportes.

Etanol de segunda geração: o futuro sustentável da energia renovável

Diferente do etanol convencional, produzido a partir do caldo da cana, o etanol de segunda geração utiliza resíduos como palha e bagaço, aproveitando uma fração maior da planta e diminuindo a necessidade de novas áreas agrícolas. No entanto, o alto custo e a complexidade dos processos enzimáticos ainda são entraves para sua ampla adoção.

Com a descoberta da CelOCE, abre-se uma nova possibilidade para tornar esse tipo de biocombustível mais eficiente, sustentável e competitivo. A enzima pode reduzir custos de produção, acelerar o tempo de processamento e aumentar a conversão da biomassa em combustível.

Ao transformar resíduos acumulados em energia limpa, a pesquisa não apenas representa um avanço científico, mas também reforça o papel da biotecnologia nacional no enfrentamento das mudanças climáticas e na construção de um futuro energético mais justo e ecológico.

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