В конце концов, пластик может быть биоразлагаемым

Исследователи из Лейпцига нашли фермент, который быстро расщепляет ПЭТ, наиболее широко производимый пластик в мире. Он может просто съесть ваши старые сумки.

Роясь в компостной куче на лейпцигском кладбище, Кристиан Зоннендекер и его исследовательская группа обнаружили семь ферментов, которые они никогда раньше не видели.

Они искали белки, которые могли бы съесть ПЭТ-пластик — самый производимый пластик в мире. Его обычно используют для бутилированной воды и продуктов питания, таких как виноград.

Ученые не ожидали многого, когда привезли образцы обратно в лабораторию, сказал Зоннендекер, когда DW посетил их лабораторию Лейпцигского университета.

Это была всего лишь вторая свалка, которую они перерыли, и подумали, что ферменты, поедающие ПЭТ, встречаются редко.

Но в одном из образцов они обнаружили фермент, или полиэфиргидролазу, под названием PHL7. И это их шокировало. Фермент PHL7 уничтожил целый кусок пластика менее чем за сутки.

PHL7, по-видимому, «съедает» ПЭТ-пластик в несколько раз быстрее, чем LCC, стандартный фермент, используемый сегодня в экспериментах по поеданию ПЭТ-пластика.

Чтобы убедиться, что их открытие не было случайностью, команда Зоннендекера сравнила PHL7 с LCC, при этом оба фермента разлагают несколько пластиковых контейнеров. И они обнаружили, что это правда: PHL7 был быстрее.

«Я думал, что вам придется взять образцы из сотен разных мест, прежде чем вы найдете один из этих ферментов», — сказал Грэм Хоу, энзимолог из Университета Квинса в Онтарио, Канада.

Хоу, который также изучает деградацию ПЭТ, но не участвовал в лейпцигских исследованиях, похоже, был поражен исследованием, опубликованным в журнале Chemistry Europe.

«Очевидно, что вы выходите на природу, и везде будут ферменты, которые делают это», — сказал Хоу.

Хотя ПЭТ-пластик можно перерабатывать, он не подвергается биологическому разложению. Подобно ядерным отходам или неприятному замечанию в адрес вашего партнера, однажды созданный ПЭТ-пластик никогда не исчезнет.

Его можно переделать в новые изделия — например, несложно создать большую сумку из переработанных бутылок с водой. Но качество пластика с каждым циклом ухудшается.

Таким образом, большая часть ПЭТ в конечном итоге превращается в такие продукты, как ковры и — да — непомерное количество больших сумок, которые попадают на свалки.

Есть два пути решения этой проблемы: первый – прекратить производство всего ПЭТ-пластика.

Но этот материал настолько распространен, что даже если бы компании немедленно прекратили его производство, миллионы пустых бутылок из-под безалкогольных напитков или больших сумок, сделанных из этих бутылок, все равно лежали бы тысячи лет.

Второй способ — заставить пластик разложиться. Ученые десятилетиями пытались найти ферменты, способные сделать это, и в 2012 году они нашли LCC, или «кутиназу компоста листьев и ветвей».

LCC стал крупным прорывом, поскольку показал, что ПЭТаза, компонент LCC, может использоваться для разложения ПЭТ-пластика в сочетании с другим ферментом, известным как эстераза.

Ферменты эстеразы используются для разрыва химических связей в процессе, называемом гидролизом.

Ученые, работающие над LCC, обнаружили, что фермент не различает природные полимеры и синтетические полимеры — последние являются пластиками. Вместо этого LCC признает ПЭТ-пластик природным веществом и потребляет его так же, как природный полимер.

С момента открытия LCC такие исследователи, как Зоннендекер, начали искать в природе новые ферменты, поедающие ПЭТ. Говорят, что LCC — это хорошо, но у него есть ограничения. Несмотря на то, что это быстро, процесс расщепления ПЭТ по-прежнему занимает несколько дней, а реакции должны происходить при очень высоких температурах.

Другие ученые и исследователи пытались выяснить, как спроектировать LCC, чтобы сделать его более эффективным.

Этим занимается французская компания Carbios. Они разрабатывают LCC, чтобы создать более быстрый и эффективный фермент.

В другом месте исследователи из Техасского университета в Остине создали белок, питающийся ПЭТ, с помощью алгоритма машинного обучения. Они говорят, что их белок может разложить ПЭТ-пластик за 24 часа.