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As Old Yellow Enzymes (OYEs) foram descobertas na década de 1930 e têm sido objeto de muitas pesquisas desde então. Isso porque esses biocatalisadores – coloridos de amarelo por uma molécula auxiliar – são capazes de realizar reações muito valiosas para a indústria química, como a produção de precursores de drogas ou fragrâncias. Embora os OYEs sejam encontrados em muitos organismos, seu papel natural para esses organismos dificilmente foi compreendido até agora – possivelmente porque o foco da pesquisa tem sido sua aplicação biotecnológica. Pesquisadores liderados pela professora associada Dra. Anja Hemschemeier e pelo professor Thomas Happe, da Ruhr University Bochum, Alemanha, mostraram agora que um OYE da alga verde unicelular Chlamydomonas reinhardtii é vital para que esse microrganismo vegetal se proteja do estresse fotooxidativo.
OYEs em microalgas usam energia da fotossíntese
“Nosso grupo de pesquisa está entre os primeiros a investigar OYEs em algas”, diz a Dra. Stefanie Böhmer, principal autora do estudo. “Inicialmente, procuramos determinar se esses biocatalisadores também são adequados para processos industriais. Estávamos particularmente interessados em saber se as microalgas podem usar a energia da fotossíntese para conduzir as respectivas reações químicas. Isso poderia ajudar a estabelecer produções mais ecológicas.” Os pesquisadores puderam de fato demonstrar isso: uma molécula química adicionada a células vivas de algas só foi convertida em altas taxas na luz. “Esse resultado também indicou que as chamadas en-redutases das algas responsáveis por essa conversão estão ligadas à fotossíntese”, diz Böhmer. Portanto, os pesquisadores do grupo de trabalho Photobiotechnology investigaram como uma cepa de algas em que um biocatalisador OYE é defeituoso se adapta à luz forte.
O excesso de energia luminosa deve ser dissipado
Em cooperação com pesquisadores da Universidade de Leipzig, a equipe de pesquisa de Bochum pôde realmente mostrar que essa cepa de algas dificilmente é capaz de dissipar o excesso de energia luminosa. “Organismos fotossintéticos, como algas e plantas, devem sempre manter um equilíbrio entre a energia luminosa absorvida e sua conversão em energia química”, explica Anja Hemschemeier, que liderou o estudo. “Caso contrário, ocorrerá dano celular oxidativo se a luz for muito forte. Portanto, esses organismos têm mecanismos de proteção sofisticados para dissipar o excesso de energia luminosa, por exemplo, como calor.”
Na cepa de microalgas sem OYE, os pesquisadores quase não detectaram nenhum desses mecanismos de proteção, e a cepa exibiu danos oxidativos. “Suspeitamos que uma determinada molécula, que normalmente é convertida por esse biocatalisador nas células das algas, seja essencial para o equilíbrio fotossintético”, diz Hemschemeier.
A equipe de pesquisa agora planeja chegar ao fundo disso. “Os organismos fotossintéticos fornecem a base para nossa vida. É muito importante entender como eles se adaptam ao estresse, e acreditamos ter encontrado outra peça do quebra-cabeça aqui”, conclui Hemschemeier.
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