Descoberta pelo CNPEM, a CelOCE promete aumentar a eficiência das biorrefinarias e transformar o setor energético

Uma descoberta inovadora no campo da bioenergia está prestes a transformar a produção de biocombustíveis. Pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), em Campinas – SP, identificaram uma nova enzima com potencial para revolucionar o setor. Batizada de CelOCE (Cellulose Oxidative Cleaving Enzyme), essa molécula tem a capacidade de acelerar a degradação da celulose, um dos processos-chave na obtenção de bioenergia e bioquímicos.

O estudo será publicado na revista Nature em 12 de fevereiro e contou com colaborações do Instituto Nacional de Pesquisa para Agricultura, Alimentos e Meio Ambiente da França (INRAE, da Universidade Aix Marseille) e da Universidade Técnica da Dinamarca (DTU).

A CelOCE foi identificada a partir do material genético de bactérias encontradas em resíduos de biomassa coletados em solo brasileiro. Seu mecanismo de ação singular e a habilidade de gerar seu próprio co-substrato fazem dela uma ferramenta promissora para a otimização das biorrefinarias.

“Essa descoberta altera completamente a maneira como entendemos a degradação da celulose e tem o potencial de transformar a indústria de bioenergia”, afirma Mario Murakami, pesquisador do CNPEM e líder do estudo. “Com a CelOCE, novas rotas para a produção de biocombustíveis e biomateriais tornam-se mais acessíveis e sustentáveis, contribuindo para um modelo de economia de baixo carbono e circular”.

Maior eficiência na produção de bioenergia

A CelOCE melhora a conversão de biomassa em glicose, um insumo essencial para a produção de biocombustíveis e bioquímicos. Testes em escala industrial conduzidos na planta-piloto do CNPEM demonstraram que a enzima, quando combinada com biocatalisadores já utilizados no setor, aumentou em até 21% a quantidade de glicose extraída de resíduos vegetais. Isso se traduz em maior eficiência e menor desperdício nos processos industriais.

Segundo dados da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), o Brasil produziu 43 bilhões de litros de etanol em 2023. Com a adoção dessa nova tecnologia, estima-se que a produção possa crescer significativamente, utilizando resíduos agroindustriais como bagaço de cana, palha de milho e madeira, sem necessidade de expansão das áreas de cultivo.

Embora o impacto exato ainda não possa ser quantificado, o potencial da CelOCE para otimizar a produção de biocombustíveis e reduzir custos operacionais coloca o Brasil na vanguarda da bioeconomia mundial.

Ciência e inovação impulsionando o futuro energético

O estudo envolveu uma equipe multidisciplinar de cientistas brasileiros e estrangeiros. Antonio José Roque da Silva, diretor-geral do CNPEM, destaca que o uso de tecnologias avançadas foi essencial para desvendar o funcionamento da CelOCE. “A combinação de cristalografia por raios-X no Sirius – o acelerador de partículas brasileiro – e engenharia genética com CRISPR-Cas9 permitiu um entendimento detalhado dessa enzima inovadora”, explica.

Além de ampliar o conhecimento sobre os processos naturais de degradação da celulose, a descoberta tem implicações que vão além da bioenergia. Devido à sua estrutura minimalista, composta por apenas 115 aminoácidos, a CelOCE abre novas possibilidades para a criação de enzimas sintéticas e até mesmo para aplicações na reutilização de resíduos plásticos.

A pesquisa também reforça o compromisso com a transição de uma economia baseada em combustíveis fósseis para um modelo sustentável, que prioriza fontes renováveis e processos mais eficientes.

“Já depositamos a patente e estamos em fase de licenciamento para viabilizar a produção local da enzima, o que permitirá às biorrefinarias brasileiras se tornarem ainda mais competitivas”, afirma Murakami. A aplicação industrial da CelOCE poderá ocorrer entre um e quatro anos após a conclusão do processo de licenciamento, dependendo da tecnologia empregada.