Uma nova estratégia de produção de poliidroxialcanoatos (PHA) por anaerobiose

Resumo

Os plásticos têm um papel de grande importância na vida moderna. A produção atual ultrapassou a barreira dos 300 milhões de toneladas ao ano, gerando problemas com a deposição e penetração na cadeia alimentar. A substituição dos plásticos persistentes por plásticos de origem biológica e biodegradáveis (BB-plásticos) é em uma excelente oportunidade para reduzir a poluição ambienta! Os polidroxialcanoatos (PHAs) constituem BB- plásticos de grande interesse pois (1) estes podem ser abundantemente produzidos por microorganismos, nos quais (2) se acumulam como grânulos intracelulares, facilitando sua separação e purificação. (3) Os monómeros de PHAs podem ser posteriormente modificados sendo que (4) as características físico-químicas do polímero de PHA são moduladas segundo a natureza e abundância relativa das unidades monoméricas. No entanto, os custos de produção destes plásticos ambientalmente amigáveis ainda não são competitivos, especialmente num cenário de baixos preços para os combustíveis fósseis. Portanto, uma mudança tecnológica radical é necessária para tornar a produção de PHAs economicamente viável. Nós propomos uma reengenharia do metabolismo central do carbono em Escherichia coli para permitir a síntese anaeróbica de PHAs com mínima perda dos elétrons contidos no substrato de fermentação (sacarose). Tal formação anaeróbica de PHAs pode ser possível graças a três inovações fundamentais: (1) pela introdução de uma etapa de fosforólise da sacarose para aumentar a conservação de ATP durante o catabolismo do açúcar; (2) pelo estabelecimento de um metabolismo fermentativo com processos de oxidação/redução equilibrados de elétrons; (3) a engenharia do aumento do volume celular para aprimorar a capacidade de armazenamento de PHA. A proposta aproveita as propriedades e a abundância de sacarose (o Brasil é o maior produtor mundial). (AU)