BLOGS |Biodiversa

Enzimas boas de briga Liana John - 21/02/2013 às 18:05

Quem não lida diretamente com processos industriais não tem ideia da importância dos catalisadores na produção das mais variadas matérias-primas, sobretudo as derivadas de petróleo. Sem catalisadores não haveria meios de obter diversos fármacos, produtos veterinários, tecidos e acessórios para vestuário, combustíveis, fios de nylon e até peças de avião, para citar só alguns exemplos.

E o que é mesmo catalisador? De modo bem simplificado, é uma substância que se mete numa reação química só para acelerar o processo, sem se modificar. Mais ou menos como aqueles espertinhos que instigam brigas num bar e depois saem de fininho, sem nem desmanchar o penteado…

No mundo das reações químicas, o uso de catalisadores garante a fabricação de produtos que jamais existiriam sem sua “interferência”. As moléculas enormes dos derivados de petróleo são modificadas por oxidação a altas temperaturas (acima de 100 graus Celsius) com o uso de catalisadores sintéticos. Ocorre que, nestas condições, surgem também subprodutos indesejados, pois algumas indústrias usam metais pesados em seus processos, como catalisadores. E os metais pesados são considerados poluentes perigosos por persistir muito tempo no ambiente, contaminando o solo e as águas.

O ideal seria contar com catalisadores seletivos para “provocar” as reações de oxidação a temperaturas mais baixas (abaixo de 40 graus Celsius), exatamente como fazem as bactérias e mesmo os mamíferos, no sangue que lhes corre nas veias. Isso deixaria os metais pesados e outros poluentes fora de combate. Voltando à nossa cena fictícia de briga de bar, o catalisador seletivo seria uma espécie de provocador mais hábil, capaz de mudar opiniões mantendo a briga só no bate-boca, sem mandar ninguém para o hospital.

“Existem enzimas naturais – chamadas monooxigenases – capazes de realizar essas reações mais seletivas e em condições mais brandas e o que pesquisamos é o uso de enzimas sintéticas que imitam as naturais para uso na indústria”, resume a pesquisadora Katia Jorge Ciuffi, da Universidade de Franca, no interior de São Paulo. Com graduação, mestrado e doutorado em Química, Katia aposta nas enzimas biomiméticas para tornar os catalisadores mais sustentáveis e mesmo recicláveis. O termo biomiméticas, para quem não se lembra, pode ser traduzido como “inspiradas na natureza” ou, no caso, “enzimas que imitam as naturais”.

“As primeiras enzimas com essa função de catalisadores naturais foram identificadas em bactérias do gênero Pseudomonas, na década de 1980”, conta a química. “Mas hoje já existem no mercado enzimas sintéticas com as mesmas características das naturais – chamadas metaloporfirinas. E nós as usamos para testar diversos catalisadores seletivos, imitando o que a natureza faz. Não usamos as próprias enzimas naturais porque elas desnaturam com facilidade quando expostas às altas temperaturas da indústria”.

A pesquisa com catalisadores seletivos envolve pelo menos 10 pesquisadores e conta com parceiros da Universidade Federal do Paraná (UFPR) e das universidades Pública de Navarra e de Salamanca, ambas da Espanha. Os recursos para os pesquisadores brasileiros vêm da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Ensino Superior (Capes). As verbas destinadas aos pesquisadores estrangeiros são do governo espanhol.

“Estamos inovando, inclusive, ao lidar com reagentes menos agressivos ao ambiente, considerados oxidantes verdes, como o peróxido de hidrogênio, cujas reações não levam a subprodutos perigosos”, prossegue Kátia Ciuffi. O peróxido de hidrogênio, para quem não é íntimo dos “palavrões” químicos, também atende pelo apelido vulgar de “água oxigenada”. Depois de uma boa oxidação, seus subprodutos são água e oxigênio.

A pesquisa de Katia e seus parceiros deve produzir várias opções de catalisadores estáveis, seletivos e recicláveis, retirando poluentes perigosos da equação antes mesmo de serem produzidos. Outro ”subproduto desejado” desse trabalho é a otimização dos processos catalíticos, ou seja, barateamento de custos de produção.

E tudo isso vem da capacidade de imitar bactérias comuns, do tipo que se encontra em qualquer esquina, e da possibilidade de observar as reações consumadas em nosso próprio sangue por enzimas encontradas principalmente no fígado. Isso é que é um bom trânsito entre o universo micro e o macro!

Foto: Janice H. Carr/CDC (bactérias do gênero Pseudonomonas – Creative Commons)

Ilustração: Katia Ciuffi/Unifran (representação de uma enzima sintética metaloporfirina)

ver este postcomente

Como se coloca uma baleia em um ventilador? Liana John - 14/02/2013 às 17:47

O desenho das nadadeiras das baleias-jubarte intrigava o biólogo Frank E. Fish, do Laboratório Liquid Life (Vida Líquida), da Universidade de West Chester, nos Estados Unidos. Ele queria entender porque elas são onduladas quando as dos demais cetáceos têm bordas lisas, assim como boa parte das estruturas semelhantes a asas.

Então ele estudou a história natural dos cetáceos e as funções de suas nadadeiras nas manobras realizadas embaixo d’água. Segundo descreve, as nadadeiras laterais têm um desenho transversal similar a aerofólios, seriam “hidrofólios” de sustentação, com os quais os animais podem virar de lado, mergulhar, emergir, frear, controlar o equilíbrio e até mesmo reduzir o recuo necessário para movimentos propulsivos. As formas das nadadeiras variam muito: de grandes e alongadas, parecidas com asas, a pequenas e arredondadas, semelhantes a remos. Assim como variam muito as habilidades de cada espécie de cetáceo em dar saltos monumentais, com direito a giros e piruetas no ar (como fazem as gigantescas jubartes), ou ganhar velocidade sem por o corpo fora d’água.

De posse de todos esses estudos preliminares, o pesquisador partiu para a observação de modelos tridimensionais de nadadeiras, todas baseadas em animais reais taxidermizados e escaneados por aparelhos semelhantes aos usados em tomografia computadorizada. A bateria de testes foi realizada em parceria com Laurens Howle, da Universidade de Duke, encarregado de escanear os animais e fazer os modelos para testes, e Mark Murray, da Academia Naval dos Estados Unidos, que cuidou do túnel de água para testes de hidrodinâmica. Os recursos vieram da National Science Foundation (NSF), no valor de US$ 270 mil para um prazo inicial de dois anos.

Eles pesquisaram a geometria tridimensional e a performance hidrodinâmica de nadadeiras de cetáceos com diferentes formas, procurando integrar análises biológicas e conceitos de Engenharia. A lista de espécies incluiu até mesmo modelos do nosso boto-rosa (Inia geoffrensis), baseados em um animal exposto no Instituto Smithsonian. Além de uma grande variedade de golfinhos e baleias que também ocorrem nas águas territoriais brasileiras, como a própria jubarte, cuja área de reprodução inclui o Parque Nacional dos Abrolhos, na Bahia.

“Em Engenharia se aprende a assegurar padrões estáveis de fluxo usando superfícies lisas e de movimentação simples, como asas”, explica o pesquisador. “Mas a Biomimética nos ensina que fluxos instáveis e formas complexas podem aumentar a sustentação e a resistência e retardar o stall (abrupta perda de sustentação)”. A Biomimética, vale relembrar, é o estudo de modelos naturais como inspiração para o desenvolvimento de produtos ou tecnologias.

Conforme exemplifica Frank Fish, em entrevista via internet, os resultados obtidos pela equipe de pesquisa podem dar origem a um novo tipo de hélice para helicópteros e outros motores. Pelo menos duas empresas bem diferentes já se adiantaram e estão com novos produtos no mercado baseados nos modelos de Frank Fish: a canadense EnviraNorth aplicou o design das nadadeiras em pás de ventiladores e a californiana Fluid Earth adotou algumas das formas de melhor desempenho nas quilhas de suas pranchas de surf. A mediação entre a pesquisa e sua aplicação prática é feita pela empresa WhalePower, presidida pelo biólogo norte americano.

A WhalePower, por sinal, foi finalista da edição 2009 do conceituado prêmio IndexDesign para Melhorar a Vida, promovido a cada dois anos por uma organização sem fins lucrativos da Dinamarca. Naquela edição foram 700 projetos inscritos por pesquisadores de 54 países concorrendo a meio milhão de dólares em prêmios!

E tudo começou com uma simples dúvida a respeito da função das ondulações nas nadadeiras das baleias… É de se admirar o quanto se pode aprender com a natureza quando fazemos as perguntas certas!

 

Fotos: Chuck Harpham (CC http://pt.fotopedia.com/users/charpham)

             Liana John (boto-rosa)

              Frank E. Fish (Frank E. Fish na Dinamarca, finalista do prêmio Index)

 

ver este postcomente

Corta fadiga e apaga fogachos Liana John - 07/02/2013 às 16:44

Manter o humor e a classe ao passar pela dura provação de um período de radioterapia ou de quimioterapia não é tarefa fácil. Exige muita força de vontade do paciente e muita disposição para enfrentar o que os médicos chamam de fadiga associada ao câncer. É uma fadiga física mesmo, daquelas de empurrar para a depressão e prejudicar a qualidade de vida de quem já se encontra em meio a uma batalha contra uma doença poderosa, ainda sem saber se vai vencer ou ser derrotado.

Existem algumas terapias ocupacionais para ajudar o paciente a lidar com essa fadiga, guardando energia para vencer o câncer. Entre elas estão, por exemplo, a prática de yoga ou meditação e a pintura de aquarelas. Existe também um medicamento da linha antroposófica, fabricado na Alemanha. Mas não há nenhuma alternativa brasileira disponível no mercado.

Até agora, pois a expectativa é terminar, em breve, os testes clínicos para comprovar a ação antifadiga de um extrato seco purificado de guaraná (Paullinia cupana), por enquanto apelidado de PC18. Não é o refrigerante, claro, é a frutinha originária da Amazônia, de casca vermelha e polpa branca com semente preta, lembrando um olho vigilante.

“Justamente devido ao uso popular do pó de guaraná como estimulante, imaginamos que poderíamos obter bons resultados contra a fadiga”, conta o professor titular de Oncologia e Hematologia da Faculdade de Medicina da Fundação ABC, Auro del Giglio, que também é médico no Hospital Albert Einstein, em São Paulo. “Usamos doses baixas, de efeito estimulante negligenciável, equivalentes a um sexto de um cafezinho expresso, e mesmo assim obtivemos uma atividade importante antifadiga ao ministrar o extrato a pacientes com câncer submetidos a quimioterapia”.

Trabalhando em parceria com João Batista Calixto, da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), responsável pelos testes em modelos animais, Auro del Giglio  constatou também uma potente ação anti-inflamatória e considera esta “a provável explicação para o efeito antifadiga”, conforme destaca.

Agora ele está investigando o mecanismo de ação do extrato de guaraná no laboratório da Fundação ABC, com apoio de vinte funcionários e sete médicos e uma parte da pesquisa (a parte da Biologia Molecular) custeada por uma bolsa da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

O oncologista deve repetir os testes atendendo às exigências da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), com a expectativa de ter o produto pronto para entrar no mercado dentro de dois ou três anos. Os testes clínicos ainda serão replicados nos Estados Unidos, num estudo randomizado, para reconfirmar os efeitos.

A produção do extrato seco purificado é feita na Kyolab, em Valinhos, pelo especialista Luiz Pianowski. Ele agora tenta isolar as substâncias ou as moléculas que funcionam como princípio ativo, porém, por enquanto, apenas o extrato funciona. “Não conseguimos identificar frações com a mesma atividade, talvez seja necessário o conjunto, o extrato completo”, acrescenta Giglio. E Pianowski ainda observa: “o extrato também faz efeito contra as ondas de calor das mulheres na fase de menopausa, chamadas de fogacho”.

Isso abre todo um campo de pesquisas para os próximos anos. E o que torna a notícia melhor ainda é que o guaraná já é produzido comercialmente, em larga escala, em diversos pontos da Amazônia, tendo como centro de difusão da cultura a região de Maués, no estado do Amazonas. Ou seja, a cadeia produtiva está prontinha para o desenvolvimento dos novos produtos e logo, logo eles estarão por aí, melhorando a qualidade de vida tanto de quem precisa cortar a fadiga como de quem busca um meio de apagar os fogachos.

Então, o que mais dizer senão guaraná para todos!

Fotos: Du Zuppani (frutos de guaraná – Paullinia cupana)

ver este postcomente

Biodiversa

LIANA JOHN

é jornalista ambiental. Escreve sobre conservação, mudanças climáticas, ciência e uso racional de recursos naturais há quase 30 anos, nas principais revistas e jornais do país. Ao somar entrevistas e observações, constatou o quanto somos todos dependentes da biodiversidade. Mesmo o mais urbano dos habitantes das grandes metrópoles tem alguma espécie nativa em sua rotina diária, seja como fonte de alimento ou bem-estar, seja como inspiração ou base para novas tecnologias. É disso que trata esse blog: de como a biodiversidade entra na sua vida. E como suas opções, eventualmente, protegem a biodiversidade.

Clique e faça o download

Revista do clima Material de etiqueta

Posts anteriores

Receba as noticías mais recentes

assine RSS Biodiversa