За последние пять лет или около того мы стали свидетелями нескольких важных прорывов, демонстрирующих, как можно использовать ферменты для разрушения обычного пластика, такого как ПЭТ, используемый для всего, от бутылок для напитков до контейнеров для шампуня. В поисках экономики замкнутого цикла для пластиковых отходов ученые открыли новый фермент, который дополнительно разрушает один из ключевых строительных блоков пластика, оставшихся после этого процесса, оставляя простые молекулы, которые можно перепрофилировать для использования в новых продуктах.
В 2016 году ученые в Японии обнаружили бактерию с естественным аппетитом к ПЭТ-пластику, используя ферменты, чтобы разрушить его за считанные недели. Затем исследователям из Портсмутского университета удалось разработать более эффективную версию этого фермента, названную PETase , и в 2020 году объединить ее с другим ферментом, называемым MHETase, чтобы сформировать суперфермент, который переваривает ПЭТ-пластик в шесть раз быстрее.
То, что осталось в процессе, — это два химических строительных блока ПЭТ, этиленгликоль (ЭФ) и ТФК, и один из них более проблематичен, чем другой.
«Хотя этиленгликоль — это химическое вещество со множеством применений — например, он входит в состав антифриза, который вы заливаете в свой автомобиль, — TPA не имеет широкого применения, кроме ПЭТ, и при этом большинство бактерий не могут даже переваривать его», — объясняет автор исследования профессор. Джен Дюбуа. «Однако команда из Портсмута обнаружила, что фермент из бактерий, потребляющих ПЭТ, распознает ТФК как руку в перчатке. Затем наша группа продемонстрировала, что этот фермент, называемый ТРАДО, расщепляет ТФК и почти только ТФК с удивительной эффективностью».
Недавно обнаруженный фермент под названием TPADO может разрушить один из ключевых строительных блоков ПЭТ-пластика. Рита Клэр, Университет штата Монтана
Предыдущие открытия команды были сделаны при изучении этих ферментов на установке Diamond Light Source Facility в Великобритании, которая облучает их мощными рентгеновскими лучами. Результатом является модель фермента со сверхвысоким разрешением, которая показывает отдельные атомы внутри него, показывая, как TPADO выполняет свои обязанности по потреблению TPA. Как и в их предыдущей работе, эта невероятная деталь предлагает ученым план создания еще более эффективных версий фермента.
«За последние несколько лет были достигнуты невероятные успехи в разработке ферментов для расщепления ПЭТ-пластика на строительные блоки», — сказал автор исследования профессор Джон МакГихан. «Эта работа идет еще дальше и рассматривает первый фермент в каскаде, который может разобрать эти строительные блоки на более простые молекулы. Затем они могут быть использованы бактериями для производства устойчивых химических веществ и материалов, необходимых для производства ценных продуктов из пластиковых отходов».
Исследование было опубликовано в журнале The Proceedings of the National Academy of Sciences .
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК
Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов
hello@technovery.com