Pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), em colaboração com cientistas do Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) e da Université Grenoble-Alpes, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e da Universidade de Cambridge, descobriram um mecanismo inédito que controla a atividade de uma enzima envolvida no processamento de nutrientes, especificamente carboidratos, realizado por bactérias da microbiota intestinal da capivara.
Estrutura tridimensional da enzima metamófica, elucidada utilizando o Sírius. Imagem: Gustavo Henrique Barreto Gimenis/CNPEM
O estudo foi publicado na revista Nature Communications dia 5 de janeiro de 2026, e contou com financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).
A descoberta surgiu a partir da análise de microrganismos associados à biodiversidade brasileira, um campo ainda pouco explorado e rico em novos sistemas biológicos. Nesse contexto, os pesquisadores identificaram uma enzima presente em bactérias da microbiota intestinal da capivara, o maior roedor do planeta e endêmico da América Latina, capaz de funcionar como um verdadeiro “interruptor molecular”: ela se desliga em ambientes sob estresse oxidativo e volta a funcionar quando as condições se estabilizam.
Na prática, isso acontece porque a enzima tem uma capacidade metamórfica, isto é, muda de forma. Em situações sob estresse oxidativo, partes essenciais da sua estrutura se tornam desorganizadas, impedindo o encaixe do substrato e interrompendo a reação bioquímica. Quando o ambiente volta a ser favorável, a estrutura se reorganiza e a atividade é completamente restaurada. O processo é reversível, algo pouco comum nesse grupo de enzimas.
“É como se a enzima tivesse um interruptor molecular de liga e desliga embutido na própria estrutura, que responde às condições químicas do ambiente. Esse mecanismo é mediado por um sítio ativo moldável, que regula sua atividade de forma dinâmica.”, explica Marcele Martins, pesquisadora do CNPEM e principal autora do artigo.
Para compreender esse comportamento, a equipe combinou diferentes técnicas experimentais de ponta, que permitiram observar a estrutura da enzima tanto no estado ativo quanto no inativo. Os experimentos mostraram que essa alternância depende da formação temporária de uma ligação química interna, conhecida como ligação dissulfeto, que atua como uma chave estrutural para controlar a função da proteína.
O estudo utilizou instalações abertas de todos os Laboratórios Nacionais do CNPEM, incluindo a linha Manacá, do Sirius, além de infraestruturas de Biofísica de Macromoléculas, Laboratório Nacional de Biorrenováveis (LNBR), ROBOLAB, Laboratório Nacional de Biociências (LNBio), criomicroscopia e microscopia eletrônica e Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano).
Além de ampliar o entendimento sobre como bactérias da microbiota intestinal regulam o aproveitamento de nutrientes, a descoberta abre caminho para aplicações em biotecnologia, como o desenvolvimento de enzimas mais controláveis para processos industriais e ambientais.
“Esse tipo de mecanismo regulatório ajuda a explicar como microrganismos se adaptam a ambientes variáveis e também inspira novas estratégias para o uso de enzimas em processos tecnológicos”, completa Martins.
O artigo completo está disponível em https://www.nature.com/articles/s41467-025-67225-2.
Sobre o LNBR
O Laboratório Nacional de Biorrenováveis (LNBR) atua em desafios científicos estratégicos para o Brasil, visando promover a transição energética e o desenvolvimento de uma bioeconomia sustentável. Suas competências interdisciplinares em bioprospecção, biologia sintética, biocatálise, bioprocessos e sustentabilidade são integradas no desenvolvimento de tecnologias baseadas em fontes renováveis, cadeias produtivas nacionais e na biodiversidade brasileira. Sua infraestrutura na fronteira em multi-ômicas, biologia sintética, fermentação de precisão e escalonamento de bioprocessos está aberta à comunidade científica, visando fortalecer o ecossistema nacional de bioeconomia e parcerias com o setor produtivo. As plataformas biotecnológicas desenvolvidas pelo LNBR, disponíveis para a pesquisa e inovação, tem o propósito de gerar autonomia e competitividade ao Brasil na produção de biocombustíveis, químicos e materiais. O LNBR faz parte do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), em Campinas (SP), uma organização social supervisionada pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI).
Sobre o CNPEM
O Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) abriga um ambiente científico de fronteira, multiusuário e multidisciplinar, com ações em diferentes frentes do Sistema Nacional de CT&I. Organização Social supervisionada pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), o CNPEM é impulsionado por pesquisas que impactam as áreas de saúde, energia, materiais renováveis e sustentabilidade. Responsável pelo Sirius, maior equipamento científico já construído no País. O CNPEM hoje desenvolve o projeto Orion, complexo laboratorial para pesquisas avançadas em patógenos. Equipes altamente especializadas em ciência e engenharia, infraestruturas sofisticadas abertas à comunidade científica, linhas estratégicas de investigação, projetos inovadores com o setor produtivo e formação de pesquisadores e estudantes compõem os pilares da atuação deste centro único no País, capaz de atuar como ponte entre conhecimento e inovação. As atividades de pesquisa e desenvolvimento do CNPEM são realizadas por seus Laboratórios Nacionais de: Luz Síncrotron (LNLS), Biociências (LNBio), Nanotecnologia (LNNano) e Biorrenováveis (LNBR), além de sua unidade de Tecnologia (DAT) e da Ilum Escola de Ciência, curso de bacharelado em Ciência e Tecnologia, com apoio do Ministério da Educação (MEC).
