Надежда для экологии: энзим, поедающий пластик

Ученые усовершенствовали природный энзим, способный переваривать некоторые из видов пластика, которые больше всего загрязняют окружающую среду.

PET (полиэтилентерефталат) - прочный пластик, который обычно используется для изготовления бутылок - разлагается сотни лет.

Модифицированный фермент, известный как PETase, может начать расщеплять этот же материал уже через несколько дней.

Это может стать революцией в процессе переработки и позволить повторно использовать пластмассу более эффективно.

Потребители Великобритании используют около 13 млрд пластиковых бутылок для напитков в год, но более трех миллиардов из них не перерабатываются.

Нашли на свалке

Этот энзим впервые открыли в Японии.

Его производит бактерия Ideonella sakaiensis, которая "ест" PET - она ​​использует пластик в качестве основного источника энергии.

Исследователи сообщили, что в 2016 году они нашли штамм, живущий в отложениях на площадке для переработки бутылок в портовом городе Сакай.

"(РЕТ. - Ред.) присутствует в больших количествах только в течение последних 50 лет, поэтому на самом деле это не очень большой промежуток времени, чтобы развились бактерии, способные есть что-то настолько искусственное", - прокомментировал профессор Джон Макгин, который участвовал в текущем исследовании.

Полиэфиры (известные также как полиэстеры) - группа пластмасс, к которой относится и РЕТ - встречаются в природе.

"Они защищают листья растений, - пояснил исследователь из университета Портсмута. - Бактерии развивались в течение миллионов лет, чтобы их есть".

Однако переход к РЕТ все же был "достаточно неожиданным", и международная группа ученых решила выяснить, как развивался энзим PETase.

Ест пластик

3D-модель энзима высокого разрешения была создана в комплексе Diamond Light Source в Оксфордшире с использованием мощного рентгеновского излучения.

После того, как исследователи увидели его структуру, они поняли, что могут улучшить производительность PETase.

Это говорит о том, что природный фермент не полностью оптимизирован, и есть потенциал для его совершенствования.

PETase тестировали также на пластмассе PEF - альтернативе РЕТ, которая так же медленно разлагается в природе.

"Мы были абсолютно потрясены, когда провели этот эксперимент, потому что он (энзим. - Ред.) на самом деле лучше работает с PEF, чем РЕТ", - рассказал профессор Макгин BBC News.

Замкнуть круг

Полиэфиры, которые промышленным способом производятся из нефти, широко используют в изготовлении пластиковых бутылок и одежды.

При современных процессах переработки полиэфиры постепенно теряют качество - бутылки становятся тканью, затем - коврами, после чего обычно оказываются на свалке.

PETase переворачивает производственный процесс, разлагая полиэфиры до их составляющих, готовых к повторному использованию.

"Их можно снова использовать для изготовления пластика, и это позволит избежать дополнительного использования нефти... Таким образом, мы фактически замкнем круг. Мы будем иметь настоящую переработку", - объясняет профессор Макгин.

Широкомасштабное использование этого энзима - вопрос нескольких лет. Нужно сделать так, чтобы он мог раскладывать РЕТ быстрее, чем это происходит сейчас, чтобы стать экономически целесообразным звеном процесса переработки.

Профессор Макгин надеется, что это знаменует начало новой эры в использовании пластика.

"Существует насущная необходимость сократить количество пластика, который попадает на свалки и в окружающую среду, и я думаю, что если мы освоим эти технологии, то в будущем сможем решить эту проблему", - добавляет он.

Следите за нашими новостями в Twitter и Telegram