{"id":697,"date":"2026-06-15T12:28:14","date_gmt":"2026-06-15T15:28:14","guid":{"rendered":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/emrc\/?p=697"},"modified":"2026-07-17T20:51:06","modified_gmt":"2026-07-17T23:51:06","slug":"proteases-e-industria","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/emrc\/2026\/06\/15\/proteases-e-industria\/","title":{"rendered":"Como as proteases sabotam a produ\u00e7\u00e3o industrial?"},"content":{"rendered":"\n

Imagine tentar construir um castelo de Lego, mas, enquanto voc\u00ea monta as pe\u00e7as, pequenos \u201ctrituradores\u201d come\u00e7am a desmont\u00e1-lo. \u00c9 exatamente esse o desafio que os cientistas enfrentam hoje na biomanufatura<\/a>. As pe\u00e7as de Lego s\u00e3o as prote\u00ednas que querem produzir, e os trituradores s\u00e3o enzimas chamadas proteases. Embora essenciais para a vida das c\u00e9lulas, essas tesouras moleculares podem se tornar uma verdadeira dor de cabe\u00e7a na ind\u00fastria biotecnol\u00f3gica. Remover essas enzimas sem comprometer a viabilidade das c\u00e9lulas exige um ajuste metab\u00f3lico muito preciso. Hoje, vamos entender qual o balan\u00e7o que deve ser feito ao se trabalhar com as proteases em bioprocessos (e por que, muitas vezes, elas s\u00e3o problem\u00e1ticas).<\/p>\n\n\n\n

O que s\u00e3o proteases?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Normalmente, as proteases funcionam como o sistema de reciclagem das c\u00e9lulas. Elas s\u00e3o enzimas \u2014 mol\u00e9culas que aceleram rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas \u2014 especializadas em cortar prote\u00ednas velhas ou danificadas, transformando-as em pe\u00e7as menores para que a c\u00e9lula possa reaproveit\u00e1-las. Seja no nosso est\u00f4mago ajudando a digerir a comida, ou dentro de uma bact\u00e9ria reciclando nutrientes, as proteases s\u00e3o fundamentais para a manuten\u00e7\u00e3o da vida e da sa\u00fade celular.<\/p>\n\n\n\n

Al\u00e9m disso, as proteases podem ser classificadas a partir de onde realizam as clivagens: as endopeptidases clivam as liga\u00e7\u00f5es no meio das prote\u00ednas, formando pept\u00eddeos menores e muitas vezes expondo amino\u00e1cidos para outras proteases; j\u00e1 as exopeptidases clivam nas extremidades das prote\u00ednas, liberando amino\u00e1cidos para a c\u00e9lula utilizar em outro processo. Um bom exemplo para entender isso \u00e9 ao utilizar um barbante. Uma endopeptidase vai cortar o barbante em algum ponto do meio dele, enquanto uma exopeptidase vai cortar o barbante pelas extremidades. <\/p>\n\n\n\n

Outra classifica\u00e7\u00e3o poss\u00edvel de ser feita \u00e9 quanto ao local onde essas enzimas v\u00e3o atuar. Proteases intracelulares s\u00e3o respons\u00e1veis pela destrui\u00e7\u00e3o de prote\u00ednas velhas ou defeituosas, na digest\u00e3o de nutrientes maiores, na movimenta\u00e7\u00e3o da c\u00e9lula, na defesa contra microrganismos, no controle da regula\u00e7\u00e3o celular, incluindo a morte da pr\u00f3pria c\u00e9lula. As proteases intracelulares s\u00e3o t\u00e3o importantes para a reciclagem de prote\u00ednas que quase todos os organismos conhecidos possuem uma estrutura chamada proteassoma, especializado na degrada\u00e7\u00e3o de prote\u00ednas. Antigamente, acreditava-se que o proteassoma era uma estrutura exclusiva de eucariotos (aqueles organismos com n\u00facleo organizado e dividido por uma membrana), contudo, pesquisas recentes mostraram que algumas bact\u00e9rias e arqueias possuem sistemas proteicos bastante similares ao proteassoma eucarioto.<\/p>\n\n\n\n

Por outro lado, existem as proteases extracelulares, que s\u00e3o aquelas secretadas pelas c\u00e9lulas. Essas proteases tamb\u00e9m atuam em fun\u00e7\u00f5es muito parecidas com as intracelulares, auxiliando na digest\u00e3o (como as proteases liberadas por c\u00e9lulas do est\u00f4mago, junto ao \u00e1cido g\u00e1strico), na cicatriza\u00e7\u00e3o (ao ajudar na digest\u00e3o de restos de c\u00e9lulas e tecidos mortos derivados de uma inflama\u00e7\u00e3o ou infec\u00e7\u00e3o), na defesa contra microrganismos invasores e mesmo na reciclagem de prote\u00ednas velhas ou danificadas entre as c\u00e9lulas, seja num tecido, uma placa de Petri, biorreator ou mesmo na natureza.<\/p>\n\n\n\n

Em que processos industriais as proteases s\u00e3o utilizadas?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Enzimas – no geral – s\u00e3o muito utilizadas para acelerar rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas em processos industriais, e as proteases n\u00e3o s\u00e3o diferentes. Na ind\u00fastria aliment\u00edcia, essas enzimas s\u00e3o utilizadas no setor de carnes (no processo de amaciamento), na panifica\u00e7\u00e3o (degradando o gl\u00faten, o que traz modifica\u00e7\u00f5es na massa), nos latic\u00ednios (na coagula\u00e7\u00e3o da case\u00edna, presente no leite, para a produ\u00e7\u00e3o de queijos). <\/p>\n\n\n\n

No contexto do fungo pesquisado pelos cientistas do LEBIMO, um estudo realizado por Mamo et al. (2020) mostrou que uma protease de Aspergillus oryzae<\/em> (o mesmo fungo utilizado pelo LEBIMO) teve um desempenho superior ao de uma protease bacteriana na coagula\u00e7\u00e3o de leite para produ\u00e7\u00e3o de queijo. Ao fim, o rendimento da protease f\u00fangica (8,6%) ainda ficou bem pr\u00f3ximo ao obtido com coalho comercial, utilizado para produzir queijo. Isso mostra a pot\u00eancia das proteases e dos fungos para o desenvolvimento de novos produtos industriais.<\/p>\n\n\n\n

Al\u00e9m da ind\u00fastria aliment\u00edcia, outros setores tamb\u00e9m t\u00eam se beneficiado cada vez mais do desenvolvimento e uso de proteases: ind\u00fastria de detergentes, utilizando proteases que facilitam a remo\u00e7\u00e3o de manchas em temperaturas mais baixas e com per\u00edodos mais curtos de agita\u00e7\u00e3o; ind\u00fastria de couro, preferindo o uso de proteases a m\u00e9todos convencionais que utilizam produtos qu\u00edmicos agressivos, perigosos e de dif\u00edcil descarte. <\/p>\n\n\n\n

Outra grande ind\u00fastria que tem aproveitado as proteases \u00e9 a de bebidas, que utiliza essas enzimas para degradar prote\u00ednas presentes em sucos de frutas e certas bebidas alco\u00f3licas – como cervejas – para diminuir as chances de turbidez. A turbidez \u00e9 quando vemos aquele aglomerado de part\u00edculas no fundo da garrafa, que nada mais s\u00e3o do que prote\u00ednas que antes estavam dissolvidas no l\u00edquido, mas que come\u00e7aram a se agrupar at\u00e9 formarem part\u00edculas s\u00f3lidas.<\/p>\n\n\n\n

Mas por que proteases podem ser ruins? <\/strong><\/h2>\n\n\n\n

O grande desafio surge quando tentamos usar esses microrganismos para produzir algo para n\u00f3s. No projeto BEYOND, desenvolvido pelo laborat\u00f3rio LEBIMO, os cientistas utilizam o fungo Aspergillus oryzae<\/em> para fabricar prote\u00ednas de interesse industrial. Entretanto, essas n\u00e3o s\u00e3o as \u00fanicas prote\u00ednas secretadas pelo fungo. Na natureza, esses organismos s\u00e3o excelentes decompositores, liberando uma mir\u00edade de outras prote\u00ednas, muitas delas sendo proteases, voltadas tanto para a defesa contra microrganismos quanto para a digest\u00e3o de nutrientes.<\/p>\n\n\n\n

Consequentemente, devido a essa ampla quantidade de proteases secretadas, muitas vezes \u00e9 poss\u00edvel que alguma dessas degrade as prote\u00ednas de interesse para uma pesquisa em biomanufatura. Quando colocamos esse fungo em um biorreator<\/a> para produzir uma prote\u00edna recombinante, ele continua agindo de acordo com sua natureza: libera a prote\u00edna de interesse, mas tamb\u00e9m suas proteases. O resultado \u00e9 que as proteases acabam destruindo o pr\u00f3prio produto que o fungo acabou de fabricar, gerando um enorme desperd\u00edcio de energia e recursos.<\/p>\n\n\n\n

A solu\u00e7\u00e3o parece simples: por que n\u00e3o apenas \u201cdesligar\u201d os genes que produzem essas proteases indesejadas? Todavia, esse processo n\u00e3o \u00e9 f\u00e1cil e exige um trabalho minucioso. Os fungos produzem centenas de proteases diferentes, e uma mesma protease pode estar envolvida em diversas fun\u00e7\u00f5es na c\u00e9lula, seja dentro ou fora dela. Logo, n\u00e3o se pode simplesmente desligar todas as proteases, pois o fungo precisa de muitas delas para continuar vivo e saud\u00e1vel. Um dos desafios da biotecnologia \u00e9 fazer essa procura e encontrar um equil\u00edbrio: silenciar as proteases que atrapalham, mantendo intactas aquelas que garantem o bom funcionamento da c\u00e9lula.<\/p>\n\n\n\n

Enquanto a destrui\u00e7\u00e3o de prote\u00ednas \u00e9 parte vital da produ\u00e7\u00e3o e manuten\u00e7\u00e3o celular, h\u00e1 outro processo igualmente crucial que muitas vezes passa despercebido: a modifica\u00e7\u00e3o das prote\u00ednas ap\u00f3s sua produ\u00e7\u00e3o. Uma das modifica\u00e7\u00f5es mais importantes \u00e9 a glicosila\u00e7\u00e3o \u2014 o processo pelo qual a\u00e7\u00facares s\u00e3o acoplados \u00e0s prote\u00ednas. Esses a\u00e7\u00facares n\u00e3o s\u00e3o apenas fonte de energia; eles funcionam como etiquetas que determinam para onde a prote\u00edna vai, como ela se comporta e at\u00e9 mesmo se o sistema imunol\u00f3gico a reconhecer\u00e1 como amiga ou inimiga. No pr\u00f3ximo texto, vamos explorar como essa decora\u00e7\u00e3o a\u00e7ucarada transforma completamente o destino e a fun\u00e7\u00e3o das prote\u00ednas na c\u00e9lula e na biomanufatura.<\/p>\n\n\n\n

O presente trabalho foi realizado com apoio da Funda\u00e7\u00e3o de Amparo \u00e0 Pesquisa do Estado de S\u00e3o Paulo (FAPESP), Brasil. Processo n\u00ba 2025\/23381-7. As opini\u00f5es, hip\u00f3teses e conclus\u00f5es ou recomenda\u00e7\u00f5es expressas neste material s\u00e3o de responsabilidade do(s) autor(es) e n\u00e3o necessariamente refletem a vis\u00e3o da FAPESP.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Para saber mais:<\/strong><\/h2>\n\n\n\n