{"id":216,"date":"2026-09-23T14:20:15","date_gmt":"2026-09-23T17:20:15","guid":{"rendered":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/pcr\/?p=216"},"modified":"2026-09-23T14:20:19","modified_gmt":"2026-09-23T17:20:19","slug":"enzimas-biomassa-combustivel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/pcr\/2026\/09\/23\/enzimas-biomassa-combustivel\/","title":{"rendered":"Usando bioinform\u00e1tica para encontrar enzimas que transformam biomassa em combust\u00edvel do futuro\u00a0"},"content":{"rendered":"\n

Texto por\u00a0 Mayllon Emmanoel Silva Pequeno<\/em><\/b><\/p>\n\n\n\n

Enzimas est\u00e3o presentes em praticamente todos os processos da vida. Essa classe de mol\u00e9culas funciona como pequenas m\u00e1quinas biol\u00f3gicas capazes de iniciar e acelerar rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas essenciais para o funcionamento dos organismos. Processos como crescimento, nutri\u00e7\u00e3o, digest\u00e3o e respira\u00e7\u00e3o dependem diretamente delas. Sem as enzimas, muitas dessas rea\u00e7\u00f5es aconteceriam de forma muito lenta, ou simplesmente n\u00e3o aconteceriam.<\/span><\/p>\n\n\n\n

Al\u00e9m de sua import\u00e2ncia para a vida, enzimas tamb\u00e9m s\u00e3o ferramentas valiosas quando estamos falando sobre desenvolvimento de novas biotecnologias. Hoje elas s\u00e3o utilizadas em diversos produtos do nosso cotidiano. Est\u00e3o presentes, por exemplo, em detergentes, na produ\u00e7\u00e3o de queijos e iogurtes e at\u00e9 na fabrica\u00e7\u00e3o de medicamentos.<\/span><\/p>\n\n\n\n

\u00a0Nos \u00faltimos anos, a ci\u00eancia tem investigado cada vez mais o potencial dessas mol\u00e9culas em uma \u00e1rea particularmente importante: a produ\u00e7\u00e3o de biorrenov\u00e1veis. Nesse contexto, as enzimas podem ajudar a transformar res\u00edduos vegetais em fontes de energia renov\u00e1vel, contribuindo para uma economia mais sustent\u00e1vel. Por isso, pesquisadores ao redor do mundo est\u00e3o em busca de novas enzimas na natureza, capazes de realizar esses processos de forma ainda mais eficiente e ambientalmente amig\u00e1vel.\u00a0<\/span><\/p>\n\n\n\n

O que s\u00e3o essas enzimas?<\/span><\/h2>\n\n\n\n

\u00a0Entre os tantos tipos de enzimas que existem, h\u00e1 um grupo que tem chamado bastante aten\u00e7\u00e3o ultimamente, principalmente por sua potencial aplica\u00e7\u00e3o em biotecnologia em diversos \u00e2mbitos. Estamos falando das enzimas ativas sobre carboidratos, ou simplesmente <\/span>CAZymes<\/span><\/i>. Essas enzimas s\u00e3o especialistas em quebrar, modificar ou construir mol\u00e9culas de carboidratos. Isso inclui subst\u00e2ncias que fazem parte da estrutura de plantas, como celulose, por exemplo. A celulose \u00e9 o principal componente da parede celular das plantas e est\u00e1 amplamente presente em fibras vegetais.<\/span><\/p>\n\n\n\n

\u00a0Se voc\u00ea j\u00e1 observou folhas secas se decompondo no solo ou um tronco de \u00e1rvore sendo lentamente degradado na floresta, provavelmente estava vendo o resultado do trabalho dessas enzimas atrav\u00e9s de microrganismos decompositores. Na natureza, por exemplo, essas enzimas desempenham um papel fundamental na reciclagem de mat\u00e9ria org\u00e2nica, sendo que, muitos microrganismos utilizam delas para obter sua energia.<\/span><\/p>\n\n\n\n

\u00a0Esse processo tamb\u00e9m pode ser aproveitado pela ind\u00fastria. Um exemplo bastante pr\u00f3ximo da realidade brasileira \u00e9 a produ\u00e7\u00e3o de etanol. Ap\u00f3s a extra\u00e7\u00e3o do caldo da cana, sobra uma grande quantidade de biomassa vegetal, rica em celulose e outros carboidratos, chamada baga\u00e7o. Esse res\u00edduo \u00e9 rico em fibras vegetais que podem ser quebradas para transform\u00e1-las novamente em a\u00e7\u00facares. Esses a\u00e7\u00facares podem ser ent\u00e3o convertidos em biocombust\u00edveis.<\/span><\/p>\n\n\n\n

\u00a0Em outras palavras, aquilo que at\u00e9 hoje \u00e9 considerado por muitos como sendo apenas res\u00edduo pode se transformar em uma nova fonte de energia!<\/span><\/p>\n\n\n\n

\u00a0Onde podemos encontr\u00e1-las?<\/span><\/h2>\n\n\n\n

\u00a0Mas onde podemos encontrar essas enzimas? N\u00e3o apenas isso, como podemos ir al\u00e9m e buscar por novas dessas enzimas , ainda n\u00e3o conhecidas, capazes de realizar essas fun\u00e7\u00f5es? Uma das estrat\u00e9gias \u00e9 olharmos a fundo para ambientes onde a degrada\u00e7\u00e3o de biomassa vegetal acontece de forma natural. Um desses ambientes \u00e9 o intestino de herb\u00edvoros.<\/span><\/p>\n\n\n\n

Herb\u00edvoros s\u00e3o animais que se alimentam principalmente de fibras vegetais que comp\u00f5em plantas. Para um processo eficiente de nutri\u00e7\u00e3o, esses animais precisam quebrar grandes quantidades dessas fibras para obter energia. No entanto, quebrar essas fibras n\u00e3o \u00e9 uma tarefa simples. Mol\u00e9culas como a celulose s\u00e3o muito resistentes e dif\u00edceis de degradar.<\/span><\/p>\n\n\n\n

\u00a0Para enfrentar esse desafio, esses animais contam com a ajuda de uma enorme diversidade de microrganismos que vivem em seus sistemas digestivos. Essas comunidades formam o que chamamos de microbioma intestinal.<\/span><\/p>\n\n\n\n

\u00a0No microbioma desses animais podem ser encontradas bact\u00e9rias, fungos e outros microorganismos que convivem em equil\u00edbrio dentro do hospedeiro. Numa verdadeira coopera\u00e7\u00e3o, em troca de abrigo e nutrientes, esses microrganismos ajudam o hospedeiro a, por exemplo, digerir alimentos que ele sozinho n\u00e3o conseguiria processar.<\/span><\/p>\n\n\n\n

\u00a0Esses microrganismos, produzem essas enzimas capazes de quebrar carboidratos complexos, permitindo que esses animais se alimentem dessas fibras. Por isso, o microbioma desses animais pode ser uma fonte rica dessas enzimas ainda desconhecidas pela ci\u00eancia.<\/span><\/p>\n\n\n\n

\u00a0Entre os animais que mais despertam interesse nesse contexto est\u00e3o os cerv\u00eddeos, um grupo que inclui diferentes esp\u00e9cies de veados e cervos presentes na biodiversidade brasileira. Esses animais se alimentam principalmente de folhas, galhos e outras fibras vegetais. Para conseguir extrair energia desse tipo de alimento, o intestino desses animais carrega uma enorme quantidade e variedade de genes capazes de produzir diferentes enzimas digestivas.<\/span><\/p>\n\n\n\n

\u00a0E \u00e9 justamente a\u00ed que novas descobertas podem surgir.\u00a0<\/span><\/p>\n\n\n\n

\u00a0Como podemos encontr\u00e1-las?<\/span><\/h2>\n\n\n\n

Estudar todos esses microrganismos diretamente em laborat\u00f3rio seria uma tarefa extremamente dif\u00edcil, para n\u00e3o dizer, imposs\u00edvel! Estima-se que apenas 1% dos microrganismos presentes na natureza podem ser crescidos em laborat\u00f3rio.\u00a0<\/span><\/p>\n\n\n\n

Isso significa que, se depend\u00eassemos apenas de t\u00e9cnicas tradicionais de microbiologia, grande parte dessa biodiversidade permaneceria invis\u00edvel para n\u00f3s.<\/span><\/p>\n\n\n\n

\u00c9 nesse ponto que entra a bioinform\u00e1tica!<\/span><\/p>\n\n\n\n

\u00a0A bioinform\u00e1tica \u00e9 uma \u00e1rea que vem ganhando grande espa\u00e7o na comunidade cient\u00edfica nos \u00faltimos anos. Essa \u00e1rea de estudo combina conceitos da biologia, computa\u00e7\u00e3o e estat\u00edstica para estudar um enorme volume de informa\u00e7\u00e3o biol\u00f3gica, como o DNA, por exemplo.<\/span><\/p>\n\n\n\n

Nos \u00faltimos anos, as tecnologias de sequenciamento de DNA evolu\u00edram de forma impressionante. Hoje \u00e9 poss\u00edvel analisar diretamente o material gen\u00e9tico presente numa amostra ambiental, como solos, \u00e1gua, ou conte\u00fado intestinal de animais, sem precisar cultivar microrganismos em laborat\u00f3rio. Esse tipo de abordagem \u00e9 conhecida como metagen\u00f4mica.<\/span><\/p>\n\n\n\n

Tendo essas informa\u00e7\u00f5es, podemos partir para aplicar ferramentas de bioinform\u00e1tica para reconstruir genomas bacterianos, identificar genes e prever quais prote\u00ednas esses genes podem produzir.<\/span><\/p>\n\n\n\n

E \u00e9 nisso que eu e muitos outros pesquisadores est\u00e3o concentrando os esfor\u00e7os de pesquisa. Utilizar ferramentas de bioinform\u00e1tica e intelig\u00eancia artificial para investigar o microbioma associado a animais da biodiversidade brasileira. Estamos buscando identificar genes capazes de produzir enzimas \u00fateis na produ\u00e7\u00e3o de novos biorrenov\u00e1veis, sejam eles novos biocombust\u00edveis, biopl\u00e1sticos ou compostos bioqu\u00edmicos.<\/span><\/p>\n\n\n\n

A import\u00e2ncia de novas fontes de energia<\/span><\/h2>\n\n\n\n

\u00a0A busca por essas enzimas est\u00e1 diretamente ligada a um dos grandes desafios que enfrentamos no s\u00e9culo XXI, a transi\u00e7\u00e3o energ\u00e9tica.<\/span><\/p>\n\n\n\n

\u00a0Atualmente, grande parte da energia utilizada no mundo ainda depende de combust\u00edveis f\u00f3sseis, como o petr\u00f3leo. Embora essas fontes de energia tenham impulsionado o desenvolvimento industrial ao longo das \u00faltimas d\u00e9cadas, sua utiliza\u00e7\u00e3o est\u00e1 diretamente associada \u00e0 prejudicial emiss\u00e3o de gases de efeito estufa.<\/span><\/p>\n\n\n\n

\u00a0Estes gases contribuem para o aquecimento global e para as mudan\u00e7as clim\u00e1ticas que j\u00e1 afetam diferentes regi\u00f5es do planeta.<\/span><\/p>\n\n\n\n

Por isso, muitos pa\u00edses t\u00eam investido em alternativas energ\u00e9ticas mais sustent\u00e1veis. Entre essas alternativas est\u00e3o as energias renov\u00e1veis e os biocombust\u00edveis produzidos a partir de res\u00edduos de biomassa vegetal.<\/span><\/p>\n\n\n\n

\u00a0Entretanto, transformar essa biomassa em combust\u00edvel ainda apresenta desafios tecnol\u00f3gicos. Novas enzimas capazes de quebrar essas mol\u00e9culas de forma mais eficiente podem ajudar a tornar esses processos mais vi\u00e1veis e economicamente favor\u00e1veis.\u00a0<\/span><\/p>\n\n\n\n

Nesse contexto, olhar para a biodiversidade microbiana pode nos revelar ferramentas biol\u00f3gicas capazes de contribuir para o desenvolvimento de tecnologias mais sustent\u00e1veis. Em outras palavras, a solu\u00e7\u00e3o para um dos maiores desafios que enfrentamos hoje, pode estar na verdade escondida nos menores seres que habitam nosso mundo e sobre tudo isso estamos apenas come\u00e7ando a conhecer.<\/span><\/p>\n\n\n\n

Para Saber Mais<\/h2>\n\n\n\n

Wardman, JF; Bains, RK; Rahfeld, P; Withers, SG (2022) Carbohydrate-active enzymes (CAZymes) in the gut microbiome, <\/span>Nature Reviews Microbiology<\/i><\/b>. Dispon\u00edvel em:<\/span> https:\/\/pubmed.ncbi.nlm.nih.gov\/35347288\/<\/span><\/a><\/p>\n\n\n\n

Schloss, PD; Handelsman, J (2005) Metagenomics for studying unculturable microorganisms: cutting the Gordian knot, <\/span>Genome Biology<\/i><\/b>, v. 6, n. 8. Dispon\u00edvel em:<\/span> https:\/\/link.springer.com\/article\/10.1186\/gb-2005-6-8-229<\/span><\/a><\/p>\n\n\n\n

\u00a0CNPEM (2023) Intestino de capivaras guarda enzimas valiosas para biotecnologia, <\/span>Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais<\/span><\/i>. Dispon\u00edvel em:<\/span> https:\/\/cnpem.br\/intestino-de-capivaras-guarda-enzimas-valiosas-para-biotecnologia\/<\/span><\/a><\/p>\n\n\n\n

\u00a0Universidade de S\u00e3o Paulo \u2013 USP (2023) IFSC estuda o uso de enzimas na cria\u00e7\u00e3o de combust\u00edveis mais sustent\u00e1veis. Dispon\u00edvel em:<\/span> https:\/\/www5.usp.br\/noticias\/meio-ambiente\/ifsc-estuda-o-uso-de-enzimas-na-criacao-de-combustiveis-mais-sustentaveis\/<\/span><\/a><\/p>\n\n\n\n

Schloss, PD; Handelsman, J (2005) Metagenomics for studying unculturable microorganisms: cutting the Gordian knot, <\/span>Genome Biology<\/i><\/b>, v. 6, n. 8. Dispon\u00edvel em:<\/span> https:\/\/link.springer.com\/article\/10.1186\/gb-2005-6-8-229<\/span><\/a><\/p>\n\n\n\n

Autoria<\/h2>\n\n\n\n

Sou Mayllon Emmanoel Pequeno, aluno do programa de p\u00f3s-gradua\u00e7\u00e3o em Gen\u00e9tica e Biologia Molecular da Unicamp e Pesquisador Colaborador no Laborat\u00f3rio Nacional de Biorrenov\u00e1veis (LNBR) do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), onde fa\u00e7o minha pesquisa de doutorado. Meu projeto utiliza de bioinform\u00e1tica, metagen\u00f4mica e aprendizado de m\u00e1quina para identificar e investigar, na biodiversidade brasileira, microrganismos e enzimas com potenciais aplica\u00e7\u00f5es biotecnol\u00f3gicas.\u00a0
<\/p>\n\n\n\n

Leia Tamb\u00e9m:<\/h2>\n\n\n\n

https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/pcr\/2026\/08\/31\/ja-ouviu-falar-em-desextincao\/<\/a><\/p>\n\n\n\n

https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/pcr\/2026\/08\/03\/porque-oceanos-perdem-as-cores\/<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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No canto superior esquerdo, um \u00edcone representa a biodiversidade. 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