Ученые создали мутантный фермент, который переваривает пластиковые бутылки . И это «непреднамеренное» открытие может привести к переработке миллионов тонн пластика, загрязняющего мир, по мнению исследователей .

ПЭТ (полиэтилентерефталат), пластик, используемый для изготовления бутылок, может разлагаться в окружающей среде в течение сотен лет, поэтому он обычно превращается в отходы на свалках, разбрасывается на суше или плавает в океанах. Исследование показывает, что модифицированный фермент может разрушить его всего за несколько дней.

Это открытие относится к 2016 году, когда группа ученых из Британского Портсмутского университета и Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США изучала структуру природного фермента, называемого ПЭТаза, который, как считается, появился в центре переработки отходов в г. Япония.

ПЭТаза не существует в природе очень давно, поэтому команда хотела посмотреть, как эволюционировал фермент и можно ли его улучшить.

Задача состояла в том, чтобы определить только структуру фермента, но команда пошла еще дальше и добавила несколько аминокислот. Затем они непреднамеренно сделали PETase еще лучше в разрушении пластика.

Интуиция часто играет важную роль в фундаментальных научных исследованиях, и наше открытие здесь не исключение», - заявил в пресс-релизе Джон МакГихан, директор Института биологических и биомедицинских наук Портсмутского университета.

«Хотя улучшение невелико, это неожиданное открытие предполагает, что есть возможности для дальнейшего улучшения этих ферментов, что приближает нас к решению по переработке постоянно растущей горы выброшенного пластика», - сказал он.Команда, результаты которой были опубликованы в понедельник в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences , сейчас работает над дальнейшим улучшением фермента, чтобы посмотреть, смогут ли они сделать его способным разрушать пластик из ПЭТ в промышленных масштабах.

«Вполне возможно, что в ближайшие годы мы увидим промышленно жизнеспособный процесс по превращению ПЭТ и, возможно, других материалов (пластмасс) обратно в их исходные строительные блоки, чтобы их можно было повторно переработать», - сказал МакГихан.

Как это работает

По словам исследователей, бактериальный фермент может расщеплять пластик на химические вещества, из которых он состоит.

Команда хотела понять, как это работает, и использовала сверхмощный рентгеновский луч (в 10 миллиардов раз ярче, чем солнце) и создала трехмерную модель фермента сверхвысокого разрешения.

Затем ученые провели компьютерное моделирование, которое показало, что ПЭТаза похожа на другой фермент, кутиназу, обнаруженный в грибах и бактериях. Исследователи предположили, что ПЭТаза немного отличается от кутиназы и имеет часть, которая позволяет ей разрушать пластик.

Ученые мутировали фермент, чтобы сделать его более похожим на кутиназу, и неожиданно обнаружили, что этот фермент даже лучше, чем природная ПЭТаза, в разрушении пластика.«Мы все можем сыграть значительную роль в решении проблемы пластика, но научное сообщество, которое в конечном итоге создало эти« чудо-материалы », теперь должно использовать все имеющиеся в их распоряжении технологии для разработки реальных решений», - сказал МакГихан.