Você sabia que o ser humano possui mais de 300 proteínas de cobre?
por Ana Maria da Costa Ferreira, do Instituto de Química da USP

Embora presente no corpo humano em quantidade micromolar (120 mg ou 1,9 µmols no total), a manutenção da nossa vida depende dessas proteínas de cobre. Também as plantas, outros animais e microorganismos dependem deste elemento para sua sobrevivência.

O íon cobre (número atômico = 29) é o terceiro microelemento em abundância em seres vivos, após os íons de ferro e de zinco. Íons de cobre estão presentes em inúmeras proteínas, sendo responsáveis por suas atividades no meio biológico [1]. Usualmente aparecem na forma de íons com carga (2+) ou (1+), desempenhando papéis fundamentais, que incluem vários processos cruciais para o ser vivo [2].

O íon de cobre é componente essencial da nossa cadeia respiratória, ligando a molécula de oxigênio na proteína citocromo c oxidase. Também exerce proteção antioxidante contra espécies reativas de oxigênio, evitando oxidações de biomoléculas, na superóxido dismutase (SOD1), que está presente em todas as células. A inserção, transporte e excreção do cobre nas células é rigorosamente controlada, pelas proteínas celulares Ctr1, chaperonas, ATP7A e ATP7B, respectivamente, e o armazenamento desse íon metálico é exercido pela cobretioneína, também presente nas células.

A participação do cobre no metabolismo do oxigênio também é essencial, através das chamadas oxidases e oxigenases, responsáveis por reações de oxidação de diversos substratos no organismo vivo. Finalmente, a formação de melanina responsável pela cor de nossa pele, olhos e cabelos, tem como responsáveis a tirosinase e proteínas relacionadas à melanogênese. Assim, pode-se dizer que sem o cobre não sobreviveríamos. Essas proteínas apresentam uma química muito rica, tanto do ponto de vista estrutural como de reatividade, podendo conter em seu sítio ativo, responsável por sua atividade, um único íon de cobre (como na superóxido dismutase), dois (como na tirosinase) ou mesmo vários, como na ceruloplasmina (6 sítios de cobre).

Na forma de metal, o cobre tem importância fundamental na indústria, com maior demanda pelo setor automotivo, máquinas e equipamentos e pela construção civil. Sendo um material maleável, dúctil, bom condutor de eletricidade e de calor, o cobre metálico é usado principalmente para produção de tubos, conexões, perfis, placas, arames, fios, vergalhões, além de compor a liga usada na fabricação de moedas [1].

A produção mundial de concentrado de cobre já ultrapassou 20 milhões de toneladas/ano (dados de 2015), sendo a China (33,2 %), o Chile (12,0%), o Japão (6,0%) e os EUA (5,0%) os principais produtores mundiais. As reservas globais de minérios de cobre passam de 720 milhões de toneladas e no Brasil temos cerca de 12 milhões de t (1,8% do total), principalmente nos estados do Pará, Goiás e Bahia. Mesmo assim, o Brasil importa produtos primários e manufaturados de cobre, principalmente do Chile, mas também exporta tanto minérios ou concentrados, especialmente para Alemanha, como manufaturados, especialmente para China, Argentina e EUA [3].

O cobre foi identificado e vem sendo utilizado pela humanidade desde os tempos remotos, pré-históricos [4]. Devido à facilidade de sua redução e formação de ligas muito estáveis como o bronze (com estanho) é encontrado na crosta terrestre na forma metálica (cobre nativo) e como minérios. É citado entre os chamados ancient metals ou metais da antiguidade, juntamente com ouro, prata, estanho, ferro e chumbo. As primeiras referências ao cobre nativo datam de 9000 a.C. e muitos monumentos de bronze muito antigos sobrevivem até hoje, como a famosa estátua de Marco Aurélio, nos Museus Capitolinos em Roma, datada de 161 a.C. Os principais minérios de onde é extraído o cobre atualmente são pirita (sulfeto de cobre e ferro, CuFeS₂), cuprita (óxido de cobre, Cu₂O) e malaquita (carbonato básico de cobre, Cu₂CO₃(OH)₂).

Referências

[1] Chemistry of Elements, N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Butterworth-Heinemann Ltd., Cambridge, 1995.

[2] Bioinorganic Chemistry: Inorganic Elements in the Chemistry of Life, W. Kaim, B. Schwederski, A. Klein, Wiley, 2013, 2a. ed.

[3] Sumário Mineral. Departamento Nacional de Produção Mineral. Coordenadores: T. M. Lima e C. A. R. Neves; Brasília: DNPM, https://www.gov.br/anm/pt-br/centrais-de-conteudo/publicacoes/serie-estatisticas-e-economia-mineral/anuario-mineral/anuario-mineral-brasileiro/amb-2021-ano-base-2020.pdf, acessado em 19 de julho de 2023.

[4] Discovery of the Elements, M.E. Weeks, Publicação do J. Chem. Educ., 1960, 6ª. ed.

*Docente do Instituto de Química da USP
Publicado em 20/07/2023