Uma equipa de investigadores da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade NOVA de Lisboa identificou um mecanismo natural que permite captar e transformar dióxido de carbono com elevada eficiência, um avanço que pode ajudar a desenvolver tecnologias mais eficazes de captura de carbono e produção de combustíveis sustentáveis.
O estudo, publicado na revista científica Angewandte Chemie International Edition, foi coordenado por Maria João Romão e Cristiano Mota, investigadores da unidade de investigação UCIBIO – Unidade de Ciências Biomoleculares Aplicadas da NOVA FCT, em colaboração com Inês Cardoso Pereira, do Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier (ITQB-NOVA).
A investigação revela, com detalhe sem precedentes, como uma enzima natural consegue captar e reduzir moléculas de CO2. Para compreender este processo, a equipa combinou várias abordagens científicas, incluindo biologia estrutural, enzimologia, engenharia de proteínas, física e modelação computacional.
Os cientistas descobriram que o dióxido de carbono percorre uma rede de canais internos dentro da proteína até chegar a uma pequena cavidade próxima do centro ativo da enzima — descrita pelos investigadores como uma espécie de “sala de espera molecular”. Nesse espaço, o gás fica temporariamente retido antes de ser convertido numa molécula capaz de armazenar energia e servir de base para combustíveis ou materiais sustentáveis.
Segundo os coordenadores do estudo, este mecanismo permite concentrar o CO₂ junto do local onde ocorre a reação química, tornando o processo muito mais rápido e eficiente. O conhecimento obtido pode inspirar o desenvolvimento de novos catalisadores industriais para capturar carbono e produzir energia limpa.
Reduzir a concentração de dióxido de carbono na atmosfera é um dos principais desafios científicos e ambientais da atualidade. Embora várias tecnologias industriais estejam em desenvolvimento para capturar e converter CO₂, a natureza realiza este tipo de transformação química há milhares de milhões de anos através de enzimas presentes em microrganismos.
“Compreender ao detalhe atómico como estas enzimas funcionam dá-nos o conhecimento fundamental para desenhar tecnologias mais eficientes”, explicam os investigadores Maria João Romão e Cristiano Mota.
Para visualizar o percurso das moléculas de gás no interior da enzima, os cientistas recorreram a técnicas avançadas de cristalografia de raios-X realizadas no European Synchrotron Radiation Facility, em França.
O trabalho contou ainda com a colaboração de investigadores da Université Grenoble Alpes, do CNRS, do Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) e do Jerzy Haber Institute of Catalysis and Surface Chemistry da Academia Polaca de Ciências.
Os investigadores defendem que a descoberta poderá abrir caminho ao desenvolvimento de enzimas melhoradas para captura industrial de carbono e de catalisadores inspirados na natureza capazes de produzir combustíveis verdes, contribuindo para novas tecnologias sustentáveis no combate às alterações climáticas.
