Jonas Henrique Costa

Reações químicas acontecem a cada momento no corpo humano e são provocadas pelas enzimas, moléculas naturais encontradas em serem vivos que funcionam como biocatalisadores. Se as enzimas promovem estas associações em nosso corpo, também podem ser utilizadas para provocar reações químicas em laboratório. É esta a área de pesquisa de Jonas Henrique Costa, autor de dissertação de mestrado focando a detecção das atividades de duas enzimas, a monoamina oxidase (MAO) e a transaminase (TA), em fungos isolados da pele humana. O estudo foi orientado pela professora Anina Jocelyne Marsaioli, no Laboratório de Biocatálise e Síntese Orgânica (Labiosin) do Instituto de Química (IQ).

Jonas Costa conta que a busca por novos biocatalisadores, capazes de realizar transformações químicas de acordo com os conceitos da “química verde”, é um ramo em ascensão, pois a partir deles é possível realizar reações mais limpas e resultando em produtos com elevado grau de pureza. “Escolhemos trabalhar com a transaminase e a monoamina oxidase, que atuam sobre o grupo amina – importante grupo funcional presente em intermediários químicos utilizados, por exemplo, na produção de insumos farmacêuticos, agroquímicos, polímeros, corantes e agentes plastificantes. Quando certas reações não são possíveis por rotas sintéticas tradicionais, utilizam-se as enzimas.”

Segundo o autor, a dissertação visou a busca destas enzimas através de uma técnica de triagem de alto desempenho, empregando uma sonda que utiliza a fluorescência como sensor da atividade enzimática. “Como as enzimas são encontradas em seres vivos, fizemos uma triagem na coleção de 39 fungos isolados de pele humana que temos aqui no Labiosin. Funciona assim: montamos ensaios utilizando uma sonda fluorogênica que, em caso de atividade de uma enzima do microrganismo, libera um sinal fluorescente que detectamos em equipamento. Já desenvolvemos sondas para diversas enzimas, sendo que no caso foram para monoamina oxidase e transaminase.”

Dentre os microrganismos avaliados, afirma Jonas Costa, houve um que se destacou bastante, com atividade para monoamina oxidase – resultado que representa uma importante descoberta, uma vez que existem poucos relatos sobre estas enzimas na literatura. “Cada biocatalizador tem uma especificidade, atuando sobre determinado grupo de moléculas, e encontrar enzimas novas é muito bom. Já estamos fazendo o sequenciamento desta monoamina oxidase para expressá-la, isolá-la, purificá-la e utilizá-la em outras reações de síntese orgânica e em processos industriais.”

Química verde
O autor da pesquisa explica que as reações biocatalisadas, na maioria das vezes, evitam produtos secundários e a necessidade de ativação de grupos funcionais, atuando sob condições reacionais brandas. “Por isso, a biocatálise está totalmente inserida nos conceitos de ‘química verde’ surgidos a partir dos anos 1990 – são 12 conceitos, que incluem, por exemplo, catálise seletiva, produtos químicos degradáveis e de baixa toxicidade, baixo risco de acidente, entre outros.”

De acordo com Jonas Costa, por oferecer uma alternativa mais verde do que a síntese orgânica tradicional, a biocatálise vem sendo utilizada especialmente nas indústrias onde a alta seletividade das reações também é crítica, como a farmacêutica e de alimentos. As aplicações industriais em larga escala incluem, por exemplo, a síntese catalisada pela termolisina do adoçante de baixa caloria aspartame, a produção de acrilamida, a síntese do não cancerígeno edulcorante isomaltulose e a produção de biopolímeros como o ácido poliláctico.”

A dissertação traz uma pesquisa realizada pela BCC Research apontando que o mercado mundial de enzimas foi de quase US$ 4,5 bilhões em 2012 e de cerca de US$ 4,8 bilhões em 2013, havendo a expectativa de que alcance US$ 7,8 bilhões até 2018. “Várias enzimas promovem a transformação de substratos em produtos que dificilmente são obtidos por rotas químicas convencionais, ou atuam em reações nas quais não existem alternativas químicas viáveis – e por isso são muito valiosas para a indústria.”

Nesse contexto, observa o autor do trabalho, há uma grande demanda pela busca de novas enzimas ou aprimoramento das enzimas existentes. “Os microrganismos são fontes acessíveis de enzimas e, assim, realiza-se a triagem em bibliotecas como do Labiosin para rastrear aquelas com as propriedades desejadas. Várias indústrias investiram em programas nessa área, como a Basf e a Chirotech, que utilizam metodologias de triagem para a obtenção de linhas produtoras de nitrilases e y-lactamases, respectivamente.”

Jonas Costa considera que os biocatalisadores utilizados na atualidade representam uma fração pequena da diversidade microbiana e que o Brasil possui uma vantagem territorial que torna o processo de triagem de novas enzimas extremamente atrativo, além de necessário para conhecer a diversidade enzimática da nossa microbiota. “A MAO é encontrada em bactérias, fungos, plantas e animais, estando envolvida em várias vias metabólicas, a exemplo de neurotransmissores como serotonina e dopamina, além de estar associada a várias doenças como alcoolismo, desordens degenerativas (doença de Parkinson) e mesmo em inibição e progressão do câncer.”

Texto: Luiz Sugimoto
Foto: Antoninho Perri
Edição de Imagens: André Vieira
Jornal Da Unicamp

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