FCUP desenvolve enzima para degradar poliuretano termoendurecível

Investigadores da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) desenvolveram uma enzima modificada capaz de degradar poliuretano termoendurecível, um material utilizado, entre outras aplicações, em solas e saltos de calçado. Em ensaios realizados com fragmentos de solas, a enzima degradou cerca de 1,4% do poliuretano em três dias.

O trabalho foi desenvolvido pela equipa do Grupo de Bioquímica Computacional da FCUP, em colaboração com a Universidade de Aarhus, na Dinamarca, e publicado na revista ‘Chem Catalysis’. A investigação integra o projeto ‘En’Zync’, um consórcio que reúne a FCUP e três instituições dinamarquesas e que conta com um financiamento de cerca de sete milhões de euros da Novo Nordisk Foundation. O projeto procura identificar e desenvolver enzimas de origem bacteriana ou fúngica capazes de degradar diferentes tipos de plástico.

A investigação partiu da enzima CCPUR1, identificada na bactéria Chelatococcus composti, encontrada em amostras de composto orgânico na Dinamarca. Os primeiros testes demonstraram que esta enzima tinha capacidade para degradar poliuretano.

Para aumentar essa capacidade, os investigadores analisaram, através de simulações computacionais, a forma como a enzima interage com materiais semelhantes ao poliuretano. Para este trabalho foram utilizados supercomputadores da rede europeia de supercomputação EuroHPC.

Com base nos resultados obtidos, a equipa modificou o ácido desoxirribonucleico (ADN) da bactéria para alterar alguns dos aminoácidos que constituem a enzima. O objetivo foi melhorar a interação entre a enzima e o poliuretano.

Uma das variantes desenvolvidas apresentou uma maior capacidade de degradação. Nos testes, os investigadores colocaram a enzima em contacto com pedaços de uma sola de sapato. Ao fim de três dias, 1,4% do poliuretano presente no material tinha sido degradado.

A investigação centra-se no poliuretano termoendurecível, utilizado em componentes de calçado e considerado particularmente difícil de degradar. A estratégia desenvolvida pretende decompor este material nos seus componentes fundamentais, que poderão posteriormente ser utilizados para produzir novo poliuretano. A utilização de enzimas pode permitir realizar este processo em condições mais moderadas, nomeadamente a temperaturas e pressões inferiores às utilizadas pela maioria das tecnologias de reciclagem atualmente existentes.

A equipa pretende agora aumentar a eficiência da enzima modificada e identificar outras enzimas com capacidade para degradar plásticos. O trabalho procura contribuir para soluções de tratamento e reciclagem de resíduos de poliuretano, cuja produção mundial é estimada em cerca de 22 milhões de toneladas por ano.