Prospecção e caracterização de proteínas com potencial biotecnológico para a degradação e reaproveitamento de resíduos plásticos

Resumo

Este projeto de pesquisa tem como tema central o gerenciamento de lixo plástico por meio de ferramentas biotecnológicas de modo a contribuir com a mitigação dos impactos ambientais causados por estes resíduos com duas frentes de trabalho: o desenvolvimento de tecnologias para a degradação dos resíduos plásticos e para a reciclagem e a valorização desses materiais. Apesar de extremamente recalcitrantes, os polímeros empregados na fabricação de plásticos podem ser degradados (ao menos parcialmente) por algumas espécies de fungos filamentosos. Isso abre um vasto campo para a prospecção de microrganismos e seus consórcios, além da exploração de suas vias metabólicas para converter polímeros oriundos de plásticos em insumos úteis à novos processos industriais. Ao invés de buscar somente a remediação da poluição plástica, pretende-se também aproveitar esses resíduos plásticos como insumos para processos similares aos das atuais biorrefinarias. Fungos decompositores de madeira, como Bjerkandera adusta (white-rot) e Gloeophyllum trabeum (brown-rot), demonstram alta capacidade para degradar polímeros naturais devido à produção de enzimas extracelulares e compostos não enzimáticos, tornando-os de interesse para o tratamento de resíduos industriais, como os plásticos. Portanto, é de interesse investigar a capacidade de biodegradação de diferentes tipos de plásticos por culturas únicas e cocultura dessas espécies, tanto em condições de cultivo sólido quanto líquido, determinando seu potencial para a biorremediação de plásticos. As lacases e peroxidases mostram bons resultados em modificar polietileno (PE) e policloreto de polivinila (PVC), enquanto LPMOs e esterases atuam sobre poliésteres como poli etileno tereftalato (PET) e poliuretano (PUR). Entretanto, ainda não se sabe se a expressão dessas enzimas é regulada e, em caso afirmativo, como os plásticos no microambiente podem estimular sua expressão. Além de enzimas aptas a desconstruir polímeros oriundos de plásticos, hidrofobinas serão produzidas e aplicadas para aumentar a molhabilidade das superfícies plásticas, facilitando a ação enzimática. Os produtos solúveis obtidos na degradação serão utilizados como fonte de carbono em cultivos de bactérias que metabolizam os constituintes dos plásticos, possibilitando sua integração em biorrefinarias para geração de biomateriais ou bioenergia, promovendo assim uma economia circular. (AU)