Todos os anos, são produzidas 500 mil milhões de garrafas a partir de um plástico conhecido por PET, com graves consequências para o meio ambiente e para a saúde humana. Investigadores do Grupo de Bioquímica Computacional da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) querem ajudar a resolver este problema através do desenvolvimento de uma solução industrial com base em enzimas modificadas por simulações de supercomputador, que sejam capazes de degradar pedaços de plástico em poucos minutos.
Mais concretamente, a equipa de investigação pretende apostar na criação de enzimas produzidas pela bactéria Ideonella Sakaiensis, conhecida pela sua capacidade para degradar o plástico. A decorrer até 2023, o projeto europeu Biodegrading Plastics tem já o apoio do programa PRACE (Parceria para a Computação Avançada na Europa) e envolverá simulações do supercomputador Mare Nostrum, em Barcelona, bem como testes nos laboratórios do Instituto Real das Tecnologias de Estocolmo.
As enzimas que serão alvo deste trabalho são a PETase e a MHEtase, ambas com capacidade comprovada de degradar plástico. No entanto, “não é viável desenvolver um método de produção destas enzimas a partir de culturas de bactérias porque seria um processo muito caro”, como explica Maria João Ramos, que lidera o Grupo de Bioquímica Computacional da FCUP.
O projeto, que envolve também os docentes da FCUP Alexandre Magalhães e Pedro Fernandes, pretende criar assim uma solução industrial rápida e eficiente para degradar o plástico. Para isso, conta com o supercomputador europeu que está instalado em Barcelona. Através do programa PRACE, os investigadores da FCUP garantiram uma capacidade computacional anual de 45 milhões de horas dispersas pelos vários núcleos de processamento do Mare Nostrum para desenvolver enzimas mutantes.
Como serão produzidas as enzimas?
Na FCUP, vão ser produzidas as enzimas mutantes através de alterações de aminoácidos. Depois, entram em ação simulações de computadores que permitem calcular a eficiência máxima que terá cada enzima mutante.
Numa fase posterior, os investigadores vão selecionar as enzimas que aparentam ter maior eficiência, imobilizá-las em diferentes superfícies e aguardar por uma reação. Esta reação é, pois, uma fase importante por duas razões: as enzimas terão de ser eficientes à temperatura ambiente e têm de ser disponibilizadas de uma forma “estabilizada”.
Para que possam ser disponibilizadas às unidades de reciclagem, as enzimas têm de ser adsorvidas por um material sólido, ou seja, têm de se manter presentes apenas à superfície. Dos materiais utilizados, o óxido de grafeno parece promissor, mas serão testados outros materiais para as superfícies que vão acolher as enzimas.
