Super enzym może pomóc w recyklingu politereftalanu etylenu (PET), który jest najpowszechniejszym tworzywem termoplastycznym używanym do wytwarzania jednorazowych butelek do napojów, dywanów, czy odzieży. W warunkach naturalnych PET ulega degradacji przez setki lat. PETase może go rozłożyć w ciągu zaledwie kilku dni.
John McGeehan, dyrektor Center for Enzyme Innovation na Uniwersytecie w Portsmouth, powiedział CNN, że to najnowsze odkrycie stanowi ogromny krok w kierunku szerszego wykorzystania enzymów do recyklingu plastiku i ograniczenia ilości śmieci zanieczyszczających Ziemię.
„Byliśmy bardzo zaskoczeni, że ten (enzym- przyp.red.) zadziałał tak dobrze,”- poinformował McGeehan. Jednocześnie podkreślił, że proces jest „wciąż zbyt wolny”, aby był komercyjnie opłacalny.
Naukowcy otrzymali już granty na kontynuowanie badań. Po opracowaniu odpowiedniego nowego enzymu istniejący już PET będzie można poddać recyklingowi i ponownie go wykorzystać do produkcji nowych tworzyw sztucznych. Do tej pory PET i inne plastiki powstawały z paliw kopalnych, głównie ropy naftowej. Rezygnacja z ich wykorzystania przyniesie ogromne oszczędności energii i pomoże walczyć ze zmianami klimatycznymi.
Jak to działa?
Super enzym łączy w sobie PETazę i MHETazę. Mieszanina tych dwóch biokatalizatorów rozkłada PET dwa razy szybciej niż sama PETaza. Aby móc zmapować strukturę molekularną MHETazy wykorzystano urządzenie o nazwie Diamentowe Źródłao Światła (z ang. Diamond Light Source). Maszyna ta wykorzystuje promienie 10 miliardów razy jaśniejsze od Słońca, co pozwala na dokładne zbadanie struktury atomowej danego obiektu.
Mając wszystkie niezbędne informacje naukowcy zbudowali nowy super enzym poprzez "zszycie" DNA MHETazy i PETazy w jeden długi łańcuch, powiedział McGeehan. Technika ta jest powszechnie stosowana w przemyśle biopaliw, który wykorzystuje enzymy do rozkładania celulazy. Pełne badanie dotyczące połączenia obu enzymów zostało opublikowane w Stanach Zjednoczonych Ameryki w poniedziałek w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences.
Jak inaczej można rozłożyć plastik?
Walka z nadmiarem plastiku jest jednym z najpilniejszych problemów środowiskowych z jakim boryka się współczesny świat. W swoim niedawnym raporcie The Pew Charitable Trusts przewidywał, że ilość PET jaki dostaje się co roku do oceanu może wzrosnąć prawie trzykrotnie i w 2040 roku wyniesie 29 milionów ton rocznie. Oznacza to, że na każdy 1 metr linii brzegowej naszej planety będzie przypadało 50 kilogramów pływającego w morzach plastiku. Niestety na razie nie opracowano żadnego skutecznego rozwiązania, ale wprowadzenie „ambitnej strategii recyklingu” mimo wszystko może zmniejszyć o 31-45 proc. zanieczyszczenia Ziemi plastikiem.
W kwietniu francuska firma Carbios opublikowała badania własnego enzymu rozkładającego PET, który zostanie sprawdzony w zakładzie testowym znajdującym się w pobliżu Lyonu w 2021 r.
Inne możliwe do wykorzystania rozwiązanie problemu plastiku mogą przynieść prace badawcze nad malutkim woskowcem, który wykorzystując w swoich jelitach specjalne bakterie może „skonsumować” różne rodzaje plastiku.
Naukowcy badają również przydatność larw mącznika. Okazuje się, że 3000 do 4000 tych malutkich owadów również dzięki bakteriom żyjącym w ich przewodzie pokarmowym rozkłada jedną styropianową filiżankę do kawy w około tydzień.