Щорічно виробляються сотні мільйонів тон ПЕТ-пластмас для таких речей, як пляшки з водою, але нещодавно розроблений "суперфермент" може допомогти вирішити проблему їх утилізації.
Ще в 2018 році вчені в Японії зробили ключове відкриття бактерії, яка здатна поглинати ПЕТ-пластмаси . Це підняло перспективу недорогого вирішення деяких найпоширеніших форм забруднення пластиком, і тепер вчені використали цю бактерію як основу для нещодавно розробленого «суперферменту», який може перетравлювати пластикові відходи в шість разів швидше.
Бактерія, відома як Ideonella sakaiensis, виявлена вченими з Кіотського технологічного інституту пару років тому, показала надзвичайну здатність використовувати ПЕТ-пластик як джерело енергії. Це матеріали, які використовуються для побудови всього: від соди до пляшок з шампунем, щороку виробляються сотні мільйонів тон, і команда була радісно виявити, що бактерія може повністю її розбити за лічені тижні.
Встановлено, що бактерія робить це за допомогою пари ферментів, один з яких під назвою PETase незабаром був розроблений в лабораторії дослідниками з Університету Портсмута та Національної лабораторії поновлюваних джерел енергії (NREL) приблизно на 20 відсотків швидше при руйнуванні пластику, ніж це було спочатку. Зараз цій же команді вдалося поєднати його зі своїм ферментом-партнером, який називається MHETase, щоб ще більше збільшити швидкість травлення.
Вчені досягли цього, вивчивши спочатку атомну структуру ферментів за допомогою синхротрону, який використовує рентгенівські промені в 10 мільярдів разів яскравіші за Сонце. Це служить мікроскопом, що дозволяє команді вирішити свою тривимірну структуру та використати ці ідеї для створення зв’язків між двома ферментами. Просте поєднання цих двох ферментів подвоїло швидкість пластичного перетравлення, але спеціальні зв’язки між ними призвели до появи «супер ферменту», який знову збільшив швидкість деградації пластику ще в три рази.
«Наші перші експерименти показали, що вони справді працювали краще разом, тому ми вирішили спробувати фізично зв’язати їх», — говорить професор Університету Портсмута Джон Макгіхен. «Багато працювали, але це було варте зусиль — ми були раді побачити, що наш новий химерний фермент до трьох разів швидший за природні еволюціоновані окремі ферменти, відкриваючи нові шляхи для подальшого вдосконалення».
Як і його попередники, оскільки новий суперфермент перетравлює ПЕТ-пластики, він повертає матеріал до початкової структури, а це означає, що ця техніка може бути використана як частина нескінченного циклу переробки. Оригінальний фермент не міг зробити це досить швидко, щоб врахувати величезну кількість ПЕТ-відходів, що утворюються по всьому світу щороку, тому виготовлення спроектованої версії, яка збільшує показник у шість разів, розглядається як значний крок вперед.
Якщо вам цікаві новітні розробки в науковій та технічній сфері, підпишіться на електронну версію нашого журналу. 
Там ви знайдете ексклюзивні матеріали, які не були опубліковані на нашому сайті!