Еще в 2018 году ученые из Японии сделали ключевое открытие — бактерию, которая естественным образом любит ПЭТ-пластик. Это открыло перспективу недорогого решения некоторых из наиболее распространенных форм пластикового загрязнения, и теперь ученые использовали эту бактерию в качестве основы для недавно разработанного «супер-фермента », способного переваривать пластиковые отходы в шесть раз быстрее.

ПЭТ-пластик
Сотни миллионов тонн полиэтилентерефталата для таких вещей, как бутылки с водой, производятся каждый год, но новый «суперфермент» может помочь решить эту проблему.

Бактерия, известная как Ideonella sakaiensis, открытая учеными Киотского технологического института пару лет назад, показала замечательную способность использовать полиэтилентерефталат в качестве источника энергии. Эти материалы используются для создания всего, от емкостей для газировки до бутылочек с шампунями, сотнями миллионов тонн, производимых каждый год, и команда была взволнована, обнаружив, что бактерия может полностью разрушить его в течение нескольких недель.

Было обнаружено, что бактерия делает это через пару ферментов, один из которых, ПЭТаза,
Вскоре исследователи из Портсмутского университета и Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) разработали в лаборатории, чтобы разрушать пластик примерно на 20 процентов быстрее, чем это было изначально. Теперь той же команде удалось объединить его с ферментом-партнером, называемым MHETase, чтобы еще больше повысить скорость пищеварения бактерий.
Ученые достигли этого, сначала изучив атомную структуру ферментов с помощью синхротрона, который использует рентгеновские лучи в 10 миллиардов раз ярче Солнца. Это служит микроскопом, позволяющим команде решить их трехмерную структуру и использовать эти идеи для создания связей между двумя ферментами.
Простое объединение двух ферментов удвоило скорость разложения пластика, но создание специальных связей между ними привело к появлению «суперфермента», который снова увеличил скорость разложения пластика еще в три раза.

«Наши первые эксперименты показали, что они действительно лучше работали вместе, поэтому мы решили попытаться физически связать их, как двух пакменов, соединенных веревкой, — говорит профессор Портсмутского университета Джон МакГихан. — Потребовалось много работы по обе стороны Атлантики, это стоило усилий —  и мы были очень рады видеть, что наш новый химерный фермент работает до трех раз быстрее, чем отдельные ферменты, полученные естественным путем, что открывает новые возможности для дальнейших улучшений».

Как и его предшественники, новый суперфермент переваривает ПЭТ-пластик, он возвращает материал в его исходные строительные блоки; это означает, что данный метод можно использовать как часть бесконечного цикла переработки. Исходный фермент не мог делать это достаточно быстро, чтобы учесть огромное количество отходов ПЭТ, образующихся по всему миру каждый год, поэтому создание модифицированной версии, которая увеличивает скорость в шесть раз, рассматривается как значительный шаг вперед.

Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.

Источник: Портсмутский университет.

(Visited 1 times, 1 visits today)