Enzym „pożre” plastikowe butelki
Międzynarodowa ekipa naukowców odniosła błyskotliwy sukces. Przez przypadek stworzyła enzym, który błyskawicznie „zjada” plastikowe butelki. „To prawdziwe i wspaniałe odkrycie” – powiedział zadowolony profesor John McGeehan z Instytutu Badań Biologicznych i Biomedycznych w brytyjskim Portsmouth.
Magazyn „Proceedings of National Academy of Sciences” napisał, że enzym ten może przyczynić się do złagodzenia kryzysu związanego z zanieczyszczeniem środowiska tworzywami sztucznymi.
A kryzys ten staje się coraz bardziej poważny. Co minutę na świecie sprzedaje się milion plastikowych butelek na wodę, soki i inne napoje. Tylko 14 procent spośród nich poddawanych jest recyklingowi. Co roku do oceanów trafiają miliony ton metrycznych plastiku, który zjadają walenie, żółwie, ryby i inne morskie stworzenia. Taki plastikowy posiłek często powoduje śmierć zwierzęcia. Mikrocząsteczki plastiku wędrują w łańcuchu pokarmowym i w końcu trafiają do organizmów ludzi. Zdaniem wielu badaczy długoterminowe skutki dla zdrowia mogą okazać się dramatyczne.
Eksperci od lat poszukują substancji, które w bezpieczny sposób i szybko rozkładają plastik. Odkryto pewne grzyby „pożerające” z upodobaniem tworzywa sztuczne, ale hodowla tych gatunków stwarza pewne trudności. Zespół naukowców, którym kieruje John McGeehan, postanowiła dokładnie przebadać pewien gatunek bakterii, który odkryto w 2016 roku w japońskim ośrodku recyklingu bute- lek. Ten mikrob, nazwany Ideonella sakaiensis, poprzez mutację zyskał zdumiewającą zdolność rozkładania politereftalanu etylenu (popularny PET) wchodzącego w skład plastikowych butelek.
McGeehan i jego koledzy do badania enzymu „plastikożernych bakterii”, nazwanego PETazą, wykorzysta- li synchrotron Diamond Light Source (Źródło Światła Diamentowego), który znajduje się w ośrodku badawczym Harwell w hrabstwie Oxford. Synchrotron ten wytworzył wiązkę promieni rentgenowskich dziesięć miliardów (!) bardziej intensywną niż promieniowanie Słońca. Dzięki temu udało się rozpoznać strukturę atomową enzymu. Ale w wyniku tych badań PETaza niespodziewanie uległa mutacji. Jej zdolność do rozkładania politereftalanu etylenu zwiększyła się o jedną piątą. „Poprawa jest umiarkowana, o 20 procent lepsza wydajność, ale nie o to chodzi. To niewiarygodne, ponieważ wyniki badań mówią nam, że nasz katalizator nie jest jeszcze zoptymalizowany. Daje nam możliwość korzystania z całej technologii stosowanej przez lata w innych procesach rozwoju enzymów i stworzenia superszybkiego enzymu” – cieszy się McGeehan. Naukowcy zwiększyli do tysiąca razy szybkość działania enzymów używanych w proszkach do prania i przy produkcji biopaliw. Zapewne tak samo będzie można przyśpieszyć katalizator „plastikożerny”. Już teraz ta zmodyfikowana przez przypadek substancja zabiera się do trawienia politereftalanu etylenu po kilku dniach. W oceanach naturalna degradacja PET trwa długie dziesięciolecia, jeśli nie wieki.
Badacze zastanawiają się obecnie, jak wykorzystać osobliwy enzym. Jednym z pomysłów jest zmodyfikowanie bakterii żyjących w gorących środowiskach, aby go produkowały. W temperaturze powyżej 70 stopni Celsjusza PET staje się miękki, co przyśpiesza proces degradacji tego polimeru co najmniej dziesięciokrotnie. „Możliwe jest, że wkrótce opracujemy proces przemysłowy rozkładu PET i innych rodzajów plastiku na ich części składowe, które następnie będzie można poddać recyklingowi” – zapowiada profesor McGeehan.
Oliver Jones, australijski chemik z Uniwersytetu w Melbourne, uważa, że technologia enzymów może odegrać poważną rolę w zwalczaniu zanieczyszczeń. „Enzymy nie są toksyczne, ulegają biologicznej degradacji i mogą być wytwarzane w wielkich ilościach przez różne mikroorganizmy. To naprawdę ekscytujące odkrycie”. (KK) Na podst.: The Guardian, The Telegraph, The Independent, CBS