Ten sam zespół naukowców, który w 2018 roku przez przypadek ulepszył naturalnie występujący enzym, PETazę zdolny do rozkładania plastikowych odpadów, wrócił do tablicy i przyśpieszył proces sześciokrotnie. Naturalna biodegradacja butelki z plastiku PET
Sama PETaza została odkryta w 2016 roku na wysypisku śmieci w Japonii. Naukowcy odkryli tam bakterię Ideonella sakaiensis zdolną metabolizować (traktować jako źródło energii do życia) właśnie Poli(tereftalanu etylenu).
Nie był to pierwszy taki naturalny rozkładający PET enzym (produkują je m.in. grzyby Fusarium solani czy Aspergillus oryzae), ale ten od I. sakaiensis robi to zdecydowanie szybciej. W 2018 roku udało się zwiększyć wydajność o 20 proc., czym skrócono proces depolimeryzacji do kilku dni. Teraz dodatkowo go przyśpieszono, i to aż sześciokrotnie.
Żeby coś skutecznie zmodyfikować, najpierw trzeba zrozumieć jak to coś działa. Dlatego uczeni z Portsmouth rozpoczęli swoją prace od określenia dokładnej struktury enzymu wytwarzanego przez japońską bakterię. Skupioną wiązką promieni rentgenowskich ujawnili pojedyncze atomy i stworzyli trójwymiarowy model. Potem zaczęli udoskonalać jego budowę.
Ogłoszone teraz odkrycie bazowało na nieco innym założeniu. Zamiast dalej usprawniać coś, co już było całkiem wydajne, postanowiono dodać nowy składnik. Tak stworzono rodzaj koktajlu enzymów. – Z tego samego śmietniska w Japonii pozyskano jeszcze jeden enzym zdolny do rozkładu PET, tym razem nazwany MHETazą. Kombinacja PETazy i MHETazy dała w efekcie jeden ”superenzym” – tłumaczą badacze w informacji prasowej.
Grafika: University of Portsmouth
Obecność MHETazy zwiększyła skuteczność PETazy dwukrotnie, a kombinacja tych dwóch enzymów rozkładała Poli(tereftalanu etylenu) sześć razy szybciej, niż ulepszona PETaza samodzielnie. Dokładny opis przeprowadzonego eksperymentu znalazł się w czasopiśmie naukowym ”Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”.
Docelowo rozkładającymi plastik enzymami chce się zamienić sztuczne tworzywo w jego oryginalne komponenty pozyskane z ropy naftowej. Dziś jedynie 14 proc. plastikowych butelek poddaje się recyklingowi. Niestety, w najlepszym przypadku uzyskuje się z nich włókna do odzieży, butów czy dywanów.