Descoberta revolucionária de enzimas em Greifswald: a água como segredo!

Descoberta revolucionária de enzimas em Greifswald: a água como segredo!

Pesquisadores da Universidade de Greifswald fizeram recentemente descobertas inovadoras no campo da pesquisa enzimática. Estes novos conhecimentos sobre a estrutura e função das enzimas envolvidas na conversão de moléculas de açúcar poderão ter aplicações de longo alcance no processamento de alimentos e na produção de biocombustíveis. Os resultados foram publicados em 31 de julho de 2025 na renomada revista especializada Comunicações da Natureza publicado.

O componente central deste estudo é a descoberta de uma molécula de água precisamente integrada que assume a função no centro ativo das esterases de carboidratos em vez de um aminoácido. Essas enzimas, que pertencem à família das hidrolases, são responsáveis ​​pela clivagem e formação de ligações éster. A sua importância no mercado de enzimas industriais é enorme, pois são amplamente utilizadas em setores como mineração de biomassa, indústria de alimentos e rações, produção de agroquímicos e biorremediação.

A tríade catalítica mediada pela água

O estudo concentrou-se em particular em dois representantes da família de enzimas CE20, Fl8CE20_II e PpCE20_II. Essas enzimas foram decodificadas em sua estrutura completa por meio de cristalografia de raios X, realizada por um grupo de pesquisa financiado pela DFG. Os resultados surpreendentes levaram a estrutura a ser chamada de “tríade catalítica mediada pela água”.

Uma descoberta crucial foi que a molécula de água desempenha um papel central na atividade das enzimas. Para testar a influência na coordenação da molécula de água, foram examinados vários mutantes da enzima. Os resultados ampliam significativamente a compreensão dos mecanismos enzimáticos e abrem novas perspectivas para a aplicação biotecnológica deste conhecimento.

Aplicações industriais e perspectivas futuras

As extensas possibilidades para aplicações industriais de ésteres são notáveis. As esterases são procuradas na indústria alimentar, na indústria têxtil e na produção de biossensores, entre outras. Há também uma procura crescente por esterases extremofílicas que possam ser utilizadas em condições extremas, destacando a sua importância para uma química sustentável e amiga do ambiente. Métodos inovadores para extrair e utilizar estas enzimas também estão sendo desenvolvidos.

Além disso, o Fraunhofer IGB atua na produção e otimização de enzimas. Não apenas enzimas hidrolíticas como lipases e proteases, mas também oxidoredutases estão sendo pesquisadas. O foco em processos biotecnológicos possibilita a produção recombinante dessas enzimas, o que aumenta sua disponibilidade para uso industrial.

Um exemplo dessas aplicações são as lipases, que respondem por aproximadamente 5% do mercado global de enzimas e são utilizadas em inúmeros processos, como a hidrólise de triglicerídeos. As proteases também são importantes, constituindo cerca de 60% de todas as enzimas comerciais ou enzimas especiais para refino de óleos vegetais.

As últimas descobertas da Universidade de Greifswald não só apoiam a investigação básica, mas também têm relevância prática para o desenvolvimento sustentável na química. As descobertas fornecem pontos de partida para futuras pesquisas em biotecnologia e podem levar a avanços significativos na indústria.
As pessoas de contato para esta pesquisa são o Prof. Uwe Bornscheuer e o Prof. Michael Lammers do Instituto de Bioquímica da Universidade de Greifswald.