В 2016 году специалисты из Японии около завода по производству пластика обнаружили бактерию Ideonella sakaiensis, успешно расщепляющую ПЭТ на этиленгликоль и 1,4-бензолдикарбоновую кислоту. Бактерия находилась в почве. Существо примерно за 7-8 месяцев перерабатывает миллиметровый слой полиэтилентерефталата.
Учёные из разных стран построили 3D-модель энзима с использованием ускорительного комплекса третьего поколения Diamond Light Source. Трёхмерная модель вышла с мельчайшими деталями при помощи длинноволнового молекулярного кристаллографа I23.
«Возможность наблюдать работу этого биологического катализатора дала нам черновики для создания более быстрого и эффективного фермента», — отметил профессор Джон МакГихан.
По словам учёных, ПЭТаза по структуре похожа на белок кутиназу. Кутин – это вещество, которое выделяет верхний слой растительного листа. Оно состоит из жирных кислот и их эфиров, уменьшает испарение воды. Кутиназа расщепляет это природное вещество, но не полимеры.
У ПЭТазы активный центр более доступен и может удерживать полимерные молекулы. Находка бактерий возле завода указала на серьёзную эволюцию микроорганизмов, которые стали вырабатывать энзимы, расщепляющие ПЭТ. До этого учёные считали, что активность переработки полиэтилентерефталата снизится, так как полимерные молекулы «не влезут» в активный центр. Однако энзим стал активнее природного аналога на 20 процентов и смог переработать полиэтилен-фурандикарбоксилат (PEF) — этот пластик может заменить ПЭТ в практическом применении.
«Технологически процесс получения фермента почти такой же, как при получении белков биологических детергентов и производстве биотоплива. Технология существует, и есть большая вероятность, что в последующие годы мы увидим промышленную переработку ПЭТ и, возможно, других веществ», — рассказал Джон МакГихан.
Промышленное производство различных пластмасс накопило более восьми миллиардов тонн отходов в мире, 80 процентов из которых выбрасывают без переработки.
Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter