Naukowcy przypadkiem stworzyli enzym trawiący plastik

Przypadkowy twór

Naukowcy przez przypadek stworzyli enzym, który jest w stanie strawić jeden z najbardziej zanieczyszczających środowisko rodzajów plastiku. Może to okazać się przełomowym rozwiązaniem, które pozwoli na skuteczny recykling milionów ton plastikowych butelek wyprodukowanych z PET, rozkładających się w warunkach naturalnych przez setki lat. Badacze z brytyjskiego Uniwersytetu w Portsmouth oraz amerykańskiego Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnych (NREL) zbadali strukturę krystaliczną PETazy, enzymu rozkładającego PET, by wyjaśnić sposób jego działania. W trakcie badań niechcący uzyskali enzym, który trawi plastik jeszcze lepiej niż jego naturalny pierwowzór. Naukowcy udoskonalają obecnie swój przypadkowy twór, aby umożliwić jego wykorzystanie na skalę przemysłową.

Ewolucja PETazy

Jak mówi profesor McGeehan z Uniwersytetu w Portsmouth, „niewiele osób byłoby w stanie przewidzieć, że popularyzacja plastiku w latach 60 XX w. spowoduje powstanie wielkich plastikowych «wysp» dryfujących na oceanie lub wyrzucanych na nieskażone wcześniej plaże na całym świecie. Każdy może przyczynić się do zmniejszenia skali problemu, jednak to naukowcy stworzyli ten «cudowny materiał» i to na nich spoczywa odpowiedzialność za opracowanie technologii, która będzie w stanie zredukować poziom zanieczyszczenia środowiska”. Badaczom udało się dokonać w tej dziedzinie przełomu przy okazji analizowania struktury naturalnie występującego enzymu, który wyewoluował prawdopodobnie w zakładzie recyklingowym w Japonii, pozwalając żyjącym tam bakteriom na wykorzystanie plastiku jako pożywienia.

Trawienie plastiku

PET, opatentowany jako plastik w latach 40 XX w., obecny jest w środowisku od niedawna, dlatego zespół naukowców postanowił sprawdzić w jaki sposób PETaza wyewoluowała i czy można usprawnić jej działanie. Celem badania było określenie jej struktury, ale badacze poszli o krok dalej i przypadkowo wytworzyli enzym jeszcze skuteczniejszy w trawieniu plastiku. „Mimo że poprawa właściwości enzymu jest stosunkowo niewielka, nasze nieoczekiwane rezultaty sugerują, że możliwe jest ulepszenie działania tych naturalnych katalizatorów, co pozwoli nam zbliżyć się do rozwiązania problemu wciąż rosnących ilości zużytego plastiku”, podkreśla profesor McGeehan.

Praktyczne zastosowanie

Dr Colin Miles, szef strategii biotechnologii przemysłowej w Radzie Biotechnologicznych i Biologicznych Badań Naukowych, tak podsumowuje dokonania międzynarodowego zespołu naukowców: „mamy przed sobą wysoce innowacyjne osiągnięcie naukowe, oparte na zaawansowanej wiedzy biochemicznej dotyczącej budowy enzymu depolimeryzującego powszechnie spotykany rodzaj plastiku, którego obecność w środowisku jest obecnie problemem globalnym. Intrygującą kwestią jest możliwość dalszego udoskonalania tego enzymu, a w perspektywie również zastosowanie go w recyklingu plastiku.”

Źródło:

http://www.pnas.org/content/early/2018/04/16/1718804115