Trazendo Silício à vida – potencial revolução na produção de… bom, tudo!
Imagem de Capa: Autor desconhecido, extraída da internet.
Um novo estudo é o primeiro a mostrar que os organismos vivos podem ser persuadidos a fazer ligações de silício-carbono – algo que só os químicos tinham feito antes. Cientistas da Caltech “criaram” uma proteína bacteriana para ter a capacidade de fazer as ligações feitas pelo homem, um achado que tem aplicações em várias indústrias.
Moléculas com silício-carbono, ou compostos de organossilício, são encontrados em produtos farmacêuticos, bem como em muitos outros produtos, incluindo produtos químicos agrícolas, tintas, semicondutores, e telas de computador e TV. Atualmente, estes produtos são fabricados de forma sintética, uma vez que as ligações silício-carbono não são encontradas na natureza.
Essa nova pesquisa, que recentemente conquistou o prêmio Dow-Sustainability Innovation Student Challenge Award (SISCA) da Caltech, demonstra que a biologia pode, em vez disso, ser usada para fabricar essas ligações de maneira mais ecológica e potencialmente muito mais barata.
O estudo também é o primeiro a mostrar que a natureza pode se adaptar para incorporar silício em moléculas baseadas em carbono, os chamados blocos de construção da vida. Os cientistas há muito tempo se perguntam se a vida na Terra poderia ter evoluído para se basear em silício em vez de carbono. Autores de ficção científica também imaginaram mundos alienígenas com a vida baseada em silício, como as criaturas Horta grumosas retratadas em um episódio da série de TV dos anos 60 Star Trek. O carbono e o silício são quimicamente muito semelhantes. Ambos podem formar ligações a quatro átomos simultaneamente, tornando-os bem adaptados para formar as longas cadeias de moléculas encontradas na vida, como proteínas e DNA.
O processo sintético para fazer ligações silício-carbono usa frequentemente metais preciosos e solventes tóxicos, e requer processamento extra para remover subprodutos indesejáveis, todos os quais aumentam o custo de produção destes compostos.
Foi usada uma proteína de uma bactéria que cresce em fontes termais na Islândia, chamada citocromo c, que normalmente transporta elétrons para outras proteínas, mas os pesquisadores descobriram que também pode agir como uma enzima para criar ligações de silício-carbono. Os cientistas então mutaram o DNA codificador para essa proteína dentro de uma região que especifica uma porção contendo ferro da proteína que se pensa ser responsável por sua atividade de formação de ligação silício-carbono. Em seguida, eles testaram estas enzimas mutantes para a sua capacidade de fazer compostos de organossilício melhor do que o original.
Após apenas três rodadas, os cientistas criaram uma enzima que pode seletivamente fazer ligações de silício-carbono 15 vezes mais eficiente do que o melhor catalisador já inventado por químicos. Além disso, a enzima é altamente seletiva, o que significa que faz menos subprodutos indesejados que têm de ser quimicamente separados.
Este biocatalisador formador de ligações carbono-silício oferece uma rota ambientalmente amigável e altamente eficiente para a produção de moléculas de organossilício.
Fonte: Science
