Jornal da USP
05/05/2023

O hidrogênio é um gás extremamente escasso na atmosfera terrestre. Foto: Roman/Pixabay

Em um artigo publicado no periódico Nature, pesquisadores do Instituto de Biomedicina da Universidade de Monash, em Melbourne, na Austrália, descobriram uma enzima que utiliza o hidrogênio atmosférico para produzir energia.A equipe produziu e analisou a enzima consumidora de hidrogênio a partir de uma bactéria comum do solo, a Mycobacterium smegmatis.

Bactérias capazes de produzir energia utilizando o hidrogênio são comuns na natureza e conhecidas há bastante tempo. Porém, esse é um dos primeiros estudos capazes de identificar uma das enzimas responsáveis por esse processo, nomeada Mycobacterium smegmatis hidrogenase Huc. Cultivando as bactérias em laboratório, os pesquisadores foram capazes de extrair a hidrogenase Huc e mapear sua estrutura molecular. Em seu estado puro, a enzima foi capaz de criar eletricidade em concentrações mínimas de hidrogênio.

De acordo com Henrique Eisi Toma, professor do Instituto de Química (IQ) da USP, o achado ajuda a entender o metabolismo dessas “impressionantes bactérias”. Na opinião do especialista, que não participou do estudo, elas se destacam por utilizarem o gás hidrogênio como fonte de energia. Não por acaso, o hidrogênio é um gás extremamente escasso na atmosfera terrestre. O professor explica que, “em um balão de um metro de volume, com 1.000 litros de gás, a quantidade de hidrogênio equivaleria a um grão de ervilha”.

Outro elemento importante da descoberta é a capacidade dessas bactérias de selecionarem o hidrogênio em detrimento do oxigênio atmosférico. A estrutura da enzima Huc é capaz de “pegar o hidrogênio, retirar sua energia, transformando o hidrogênio em um composto químico e usá-lo para se manter vivo.” O docente também destaca que, além de ser mais escasso que o oxigênio, o hidrogênio é bem menos energético.

Ao capturar o hidrogênio atmosférico, essas bactérias são capazes de utilizá-lo em um processo semelhante à respiração do oxigênio. O professor conta que “a hidrogenase vai ativar todo o mesmo ciclo de biomoléculas, parecido com o que nós temos na cadeia respiratória, seria como dizer que ela respira hidrogênio”.

Conforme os autores do artigo, a Huc é uma “bateria natural” que produz uma corrente elétrica sustentada a partir do ar ou do hidrogênio adicionado. E, embora a pesquisa esteja em estágio inicial, a descoberta tem um potencial considerável para que sejam desenvolvidos pequenos dispositivos movidos a ar, por exemplo, como uma alternativa aos dispositivos movidos a energia solar.

Por fim, o professor Toma também explica que a Huc tem relação com o estudo de outras enzimas bacterianas, em particular a nitrogenase. Essa enzima é capaz de produzir energia a partir do nitrogênio, gerando como subprodutos amônia e hidrogênio. De acordo com ele, o equilíbrio atmosférico depende da capacidade da hidrogenase de capturar o hidrogênio em excesso presente na atmosfera, “ela consome qualquer excesso de hidrogênio que vier da atmosfera”. [1], [2]

[1] Texto de Guilherme Castro Sousa.

[2] Publicação original: https://jornal.usp.br/ciencias/ciencias-biologicas/enzima-que-converte-ar-em-energia/.

Como citar este texto: Jornal da USP. Novo estudo internacional revela enzima que converte ar em energia.  Texto de Guilherme Castro Sousa. Saense. https://saense.com.br/2023/05/novo-estudo-internacional-revela-enzima-que-converte-ar-em-energia/. Publicado em 05 de maio (2023).

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