Fotobiocatálise e reações em cascada multienzimáticas para produção de renováveis

• Processo: 26/00521-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 05 de abril de 2026
• Data de Término da vigência: 04 de abril de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Pesquisador responsável: Leticia Maria Zanphorlin
• Beneficiário: Eduardo Crespi Souza Rocha
• Supervisor: Robert Kourist
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Graz University of Technology, Áustria
• Vinculado à bolsa: 23/13770-0 - Estudos moleculares de enzimas foto-ativadas produtoras de bio-réplicas do petróleo, BP.DD
• Assunto(s): Descarboxilação Hidrocarbonetos Biocatálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: descarboxilação | Fotobiocatálise | hidrocarbonetos | Biocatálise

Resumo

A crescente demanda global por energia e produtos químicos continua a reforçar a dependência da sociedade em relação aos recursos fósseis, o que permanece como um dos principais fatores responsáveis pelo aumento das emissões de gases de efeito estufa e pela aceleração das mudanças climáticas. O desenvolvimento de tecnologias renováveis e de baixo carbono é, portanto, essencial para apoiar uma transição energética sustentável.Nesse contexto, a convergência entre biocatálise e fotoquímica tem emergido como uma estratégia promissora, combinando a seletividade, a eficiência e as condições operacionais brandas das enzimas com a luz como uma fonte de energia limpa e abundante. As fotodescarboxilases de ácidos graxos (FAPs) exemplificam esse potencial, pois catalisam a conversão de ácidos graxos em hidrocarbonetos sob irradiação de luz azul, possibilitando aplicações na produção de biocombustíveis e na síntese de compostos de alto valor industrial.Este projeto propõe explorar a reatividade de FAPs recentemente identificadas, com desempenho catalítico aprimorado, em uma cascata multi-enzimática projetada para produzir álcoois graxos secundários a partir de ácidos graxos insaturados de origem renovável. A abordagem envolve uma transformação em duas etapas, na qual a ligação C=C é funcionalizada seletivamente antes da fotodescarboxilação.Em paralelo, o projeto irá avaliar diferentes configurações de fotobiorreatores como uma forma de superar desafios-chave na ampliação de processos fotobiocatalíticos, particularmente aqueles associados à penetração da luz e à distribuição de fótons. Os fotobiorreatores oferecem melhor gerenciamento da luz, maior transferência de massa e relações área-superfície/volume mais favoráveis em comparação com sistemas batelada tradicionais, permitindo maior produtividade e operação em larga escala mais eficiente.Ao integrar engenharia enzimática, biocatálise em cascata e desenvolvimento de fotobiorreatores, este projeto visa avançar rotas bioquímicas sustentáveis e contribuir para estratégias de biorrefinarias de próxima geração baseadas em biotransformações acionadas pela luz. (AU)