KGL_new
Puls Branży

Super enzym rozkłada PET w kilka dni

W 2016 roku na wysypisku śmieci w Japonii odkryto bakterię Ideonella sakaiensis, która jest w stanie metabolizować Poli(tereftalan etylenu). Wykorzystuje tworzywo sztuczne jako główne źródło energii. Choć znane są inne organizmy potrafiące rozkładać PET, choćby grzyby Fusarium solani czy Aspergillus oryzae, to okazało się, że enzym PETaza wytwarzany przez Ideonella sakaiensis robi to najszybciej.

PETaza rozkłada poli(tereftalan etylenu) z powrotem na jego elementy budulcowe, stwarzając możliwość efektywnego recyklingu plastiku. W środowisku naturalnym poli(tereftalan etylenu) rozkłada się setki lat, ale PETaza może skrócić ten czas do kilku dni.

Odkrycie PETazy dało nadzieję na rewolucję w recyklingu tworzyw sztucznych, tworząc potencjalne niskoenergetyczne rozwiązanie problemu odpadów. W 2018 roku naukowcy z University of Portsmouth oraz z National Renewable Energy Laboratory (NREL) przeprojektowali enzym usprawniając jego działanie o około 20 proc. Teraz zespół badaczy połączył PETaznę z drugim enzymem wytwarzanym przez te same bakterie – MHETazą. Powstały w ten sposób super-enzym zwiększył szybkość rozkładania poli(tereftalan etylenu) aż sześciokrotnie.

Wyniki ostatnich badań pojawiły się w czasopiśmie „Proceedings of the National Academy of Sciences”.

MHETaza

Zespołem naukowców kierowali John McGeehan z University of Portsmouth oraz Gregg Beckham z NREL. - Gregg i ja rozmawialiśmy o tym, jak PETaza atakuje powierzchnię tworzyw sztucznych, a MHETaza dalej je rozdrabnia. Wydawało się naturalne, że powinniśmy ich używać razem, naśladując to, co dzieje się w naturze. Nasze pierwsze eksperymenty pokazały, że rzeczywiście współpraca dwóch enzymów przynosi lepsze korzyści, więc zdecydowaliśmy się spróbować je połączyć. Wymagało to dużo pracy po obu stronach Atlantyku, ale było warte wysiłku - byliśmy zachwyceni, widząc, że nasz nowy chimeryczny enzym jest znacznie szybszy niż naturalnie występujące oddzielnie enzymy, co otworzyło drogę do dalszych badań – przyznał McGeehan.

W badaniach okazało się, że zwykłe zmieszanie PETazy z MHETazą podwoiło szybkość rozkładu PET. Jednak połączenie ich w zaprojektowany rodzaj super-enzymu zwiększyło szybkość jeszcze trzykrotnie.

Odkrycie enzymu PETazy zwiastowało nadzieję, że rozwiązanie globalnego problemu zanieczyszczenia plastikiem może być w zasięgu ręki. Jednak sama PETaza nie jest jeszcze wystarczająco szybka, aby mogła poradzić sobie z tonami wyrzuconych butelek PET zaśmiecających planetę i uczynić proces opłacalnym komercyjnie. Połączenie PETazy z MHETazą i odkrycie, że razem działają jeszcze szybciej, oznacza kolejny krok naprzód w kierunku znalezienia rozwiązania dla plastikowych odpadów.

Z połączenia obu enzymów badacze otrzymali koktajl, który rozkłada plastik na elementy budulcowe. Teoretycznie pozwala to na nieograniczony recykling poli(tereftalanu etylenu).