USP descobre enzima que multiplica açúcar da cana por seis

Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) alcançaram um avanço histórico para o setor sucroenergético ao identificar uma molécula presente na própria raiz da cana-de-açúcar capaz de elevar em até seis vezes a extração de açúcares a partir do bagaço. A descoberta abre caminho para acelerar e baratear a fabricação do etanol de segunda geração (2G), aproveitando melhor os resíduos agrícolas da planta.

Superação de gargalo histórico e alternativa a monopólio

Historicamente, a conversão da biomassa vegetal esbarra na rigidez da lignocelulose, espécie de esqueleto biológico que protege a parede celular das plantas e impede o acesso facilitado aos açúcares. Para degradar essa estrutura, o mercado global depende amplamente de um coquetel enzimático dominado por uma empresa dinamarquesa, desenvolvido a partir de fungos e microrganismos.

O estudo conduzido pelo Laboratório de Fisiologia Ecológica de Plantas (Lafieco), vinculado ao Instituto de Biociências da USP, propõe uma rota inédita. Pela primeira vez na literatura científica, comprovou-se a eficiência de uma enzima de matriz puramente vegetal — extraída da própria cana — para realizar a desconstrução da fibra e potencializar a sacarificação.

Como a molécula ASD atua na degradação da biomassa

O resultado é fruto de 17 anos de investigações contínuas no Lafieco sobre a composição da parede celular da cultura. O foco do grupo recaiu sobre a formação dos aerênquimas, canais gasosos que a cana desenvolve naturalmente em suas raízes ao separar células e quebrar polímeros estruturais.

Para entender quais compostos atuavam como ferramentas de corte celular, a equipe avaliou brotos da cultivar comercial SP80-3280. As raízes foram fracionadas em segmentos para mapear as etapas de transformação dos tecidos. Durante o processo, os cientistas isolaram a enzima ASD (α-L-arabinofuranosidase), elemento decisivo no rearranjo da fibra vegetal.

Após a identificação, a enzima foi clonada e multiplicada em laboratório por meio de leveduras. Quando combinada a misturas enzimáticas convencionais, a ASD aumentou em seis vezes a liberação dos açúcares do bagaço, conforme dados publicados no respeitado periódico científico Journal of Experimental Botany.

Perspectiva de coquetel enzimático inteiramente vegetal

O mapeamento genético realizado pela universidade paulista catalogou cerca de 530 sequências ligadas a enzimas na cana-de-açúcar. Entre elas, os pesquisadores já destacam outro composto promissor direcionado à quebra de pectinas na lamela média celular. Essa clivagem amolece drasticamente a estrutura do vegetal — efeito comparado à consistência de um mamão papaia —, o que facilita ainda mais o acesso industrial aos carboidratos fermentáveis.

A meta de longo prazo dos cientistas é desenvolver formulações bioquímicas 100% vegetais e customizadas para as usinas, otimizando a hidrólise de acordo com cada variedade de biomassa e fortalecendo a transição energética sustentável.