Cientistas da Universidade de São Paulo (USP) encontraram na própria cana-de-açúcar uma enzima capaz de ampliar em até seis vezes a liberação de açúcar do bagaço, um passo importante para tornar mais eficiente a produção de etanol de segunda geração.

O resultado foi publicado no Journal of Experimental Botany e é fruto de 17 anos de trabalho do Lafieco (Laboratório de Fisiologia Ecológica de Plantas), do Instituto de Biociências da USP.

O desafio é conhecido do setor: o aproveitamento pleno da biomassa esbarra na rigidez da lignocelulose, estrutura que forma o “esqueleto” da planta.

Os coquetéis enzimáticos usados para quebrá-la, hoje, têm origem em microrganismos, principalmente fungos, e o mercado é dominado por uma empresa dinamarquesa. Segundo os pesquisadores, é a primeira vez que se aponta uma molécula de origem vegetal com essa função.

Como a enzima foi encontrada

A equipe estudou os aerênquimas, estruturas porosas que se formam nas raízes da cana.

Para abrir esses “túneis de ar”, a planta remodela as próprias paredes celulares, separando células e quebrando açúcares complexos. Os cientistas coletaram raízes de uma cultivar bem estudada (SP80-3280), dividiram-nas em quatro segmentos com diferentes estágios de formação do aerênquima e mapearam a atividade genética de cada trecho.

Foram identificados mais de 32 mil genes ativos, dos quais cerca de 5 mil ligados à parede celular.

Entre as “tesouras químicas” que cortam as fibras, uma se destacou: a ASD (α-L-arabinofuranosidase).

Os pesquisadores a produziram em laboratório, com leveduras, e a adicionaram a um coquetel enzimático comercial. Aplicada ao bagaço, a enzima elevou em até seis vezes a produção do açúcar que depois é convertido em etanol, segundo o pós-doutorando Bruno Viana Navarro, primeiro autor do artigo.

Outras enzimas a testar

O grupo já mapeou cerca de 530 sequências genéticas e classes de enzimas na cana, o que indica que há outras candidatas a serem testadas.

Uma segunda enzima promissora age sobre as pectinas, que unem as células. Seu efeito lembra a “cana papaia”, ideia proposta em 2008 pelo coordenador do Lafieco, Marcos Silveira Buckeridge, de amolecer a planta como o mamão maduro.

O objetivo de longo prazo é desenvolver um coquetel 100% vegetal, ajustado à composição do bagaço. As enzimas vegetais podem ter características que as de microrganismos não têm.