Тема:

Химия 1 неделю назад

Найден фермент, который может перевернуть переработку пластика

Так выглядит новый фермент TPADO, расщепляющий составные части ПЭТ.

Так выглядит новый фермент TPADO, расщепляющий составные части ПЭТ.
Иллюстрация Rita Clare/Montana State University.

За последние несколько лет произошёл ряд важных научных прорывов, которые должны помочь человечеству избавиться от миллионов тонн пластикового мусора, производимых человечеством ежегодно.

Главная угроза пластикового загрязнения заключается в том, что пластмассы в окружающей среде распадаются на мелкие частицы и высвобождают тысячи опасных и порой даже неизвестных науке химикатов. Эти соединения попадают в почву, а затем грунтовые воды, отравляя их и всё живое.

Реками пластиковый мусор выносится в океан, где представляет угрозу морским обитателям. И так или иначе, проблема пластмассовых отходов бумерангом возвращается к людям. Мысль, в которой мы часто не отдаём себе отчёта: весь это полимерный мусор, который мы производим, затем возвращается в нашу жизнь — в среду, которая нас окружает, в воду, которую мы пьём, в пищу, которую мы потребляем, и так далее.

Всё, что мы отправляем в мусорное ведро, не пропадает на гипотетической свалке, расположенной где-то на задворках Вселенной. Именно поэтому современный человек старается снизить количество производимого мусора. А вовсе не ради абстрактного "здоровья планеты".

Именно поэтому учёные бьются над решением проблемы пластикового и другого загрязнения Земли. Важным шагом к научному решению проблемы полимерного мусора, который не разлагается столетиями, стало открытие, сделанное в 2016 году. Тогда учёные из Японии обнаружили бактерию, с аппетитом пожирающую ПЭТ-пластик. Для того чтобы разрушить его за считанные недели, бактерия использует особый фермент.

Напомним, что ПЭТ (полиэтилентерефталат) широко используется для изготовления пластиковых ёмкостей, в первую очередь, бутылок для напитков.

Затем в 2018 году исследователям из Портсмутского университета удалось разработать более эффективную версию этого фермента. Её назвали PETase, а в 2020 году объединили с другим ферментом под названием MHETase. Так был получен суперфермент, который разрушает ПЭТ-пластик в шесть раз быстрее исходного вещества.

И PETase, и MHETase могут разложить ПЭТ на составляющие. Это два химических строительных блока: этиленгликоль и терефталевая кислота (ТФК). И если этиленгликоль можно применять повторно — к примеру, он входит в состав антифриза для автомобилей — то с ТФК возникают проблемы. Никакие бактерии не могут "переварить" его.

Теперь же, в поисках способа переработать пластик и не оставить при этом отходов, учёные из Великобритании и США открыли новый фермент, который разрушает ТФК. После этого процесса остаются простые молекулы, которые можно перепрофилировать для использования в новых продуктах.

Исследовательская группа продемонстрировала, что этот фермент, получивший название TPADO, расщепляет ТФК с удивительной эффективностью.

"Используя мощное рентгеновское излучение на [ускорительном комплексе] Diamond Light Source, мы смогли определить подробную трёхмерную структуру фермента TPADO, показав, как он праоводит эту важную реакцию.

Это [знание] дарит исследователям план для разработки более быстрых и эффективных версий этого сложного фермента", – рассказал соавтор исследования профессор Джон МакГихан (John McGeehan) из Портсмутского университета.

Новое исследование было опубликовано в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ранее мы рассказывали о том, что восковые черви способны питаться полиэтиленовыми пакетами, а мучные черви не прочь похрустеть вспененным полистиролом. Кроме того, учёные нашли бактерию, которая перерабатывает токсичное золото в самородки.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".

Подписывайтесь на наши страницы в соцсетях. "Смотрим"Telegram и Яндекс.Дзен, Вести.Ru – Одноклассники, ВКонтакте, Яндекс.Дзен и Telegram.