Naukowcy z University of Portsmouth i National Renewable Energy Laboratory (NREL) w Stanach Zjednoczonych postawili kolejny krok na drodze do rozwiązania problemu plastikowych opakowań. Dwa lata temu poinformowali o odkryciu i zbadaniu enzymu, PETazy, który bakterie na wysypiskach wykorzystują do rozkładania tworzyw sztucznych, teraz stworzyli koktail enzymów, który pozwala rozkładać plastiki nawet... sześć razy szybciej. Piszą o tym w najnowszym numerze czasopisma "Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America".
Prof. John McGeehan z University of Portsmouth i dr Gregg Beckham z NREL dwa lata temu badali strukturę krystaliczną niedługo wcześniej odkrytego enzymu, który rozkłada polimer PET, czyli poli (tereftalan etylenu). Podczas tej pracy, niechcący, zmodyfikowali enzym tak, że stał się jeszcze bardziej skuteczny. Jak się uznaje, PETaza pojawiła się po raz pierwszy w centrum utylizacji odpadów w Japonii, gdzie umożliwiała bakteriom rozkładanie plastiku. Tworzywo PET pojawiło się w środowisku naturalnym stosunkowo niedawno, tym ciekawsza była odpowiedź na pytanie, jak taki enzym działa i jak mógł tak szybko wyewoluować.
Autorzy tamtego odkrycia znaleźli teraz w środowisku tych samych, rozkładających odpady bakterii, kolejny enzym, MHETazę. Okazało się, że można go zmieszać z PETazą i to może przyspieszyć rozkład plastików jeszcze bardziej. O ile w normalnych warunkach tworzywo PET, wykorzystywane choćby do produkcji plastikowych butelek, odzieży, czy dywanów rozkłada się przez setki lat, działanie PETazy może skrócić ten czas do dni. Proste zmieszanie PETazy i MHETazy pozwala przyspieszyć rozkład tworzyw jeszcze dwukrotnie, a połączenie ich w rodzaj superenzymu, zwiększa szybkość działania kolejne trzy razy.
"Gregg i ja dyskutowaliśmy o tym, jak PETaza atakuje powierzchnię plastików, a MHETaza rozbija je potem jeszcze bardziej, wydawało się naturalne, by wykorzystać je razem, jak to dzieje się w naturze" - przyznaje prof. Professor McGeehan - "Nasze pierwsze eksperymenty pokazały, że rzeczywiście zmieszane pracują lepiej, wtedy postanowiliśmy spróbować je fizycznie połączyć. To wymagało bardzo dużo pracy, po obu stronach Atlantyku, ale było tego warte. Z radością przekonaliśmy się, że nasz nowy enzym, zbudowany jak chimera, jest nawet trzy razy szybszy, niż naturalnie powstałe enzymy. To otwiera drogę do dalszych postępów".
Już odkrycie oryginalnej PETazy dawało iskierkę nadziei na rozwiązanie globalnego problemu plastikowych śmieci. Sama PETaza nie działała jednak na tyle szybko, by radzić sobie z tonami plastikowych butelek na przemysłową skalę. Połączenie z drugim enzymem, odkrycie, że wspólnie pracują szybciej, to znaczący postęp na drodze do faktycznego opanowania problemu plastikowych odpadów. Połączenie PETazy i MHETazy pozwala rozbijać polimery na drobniejsze składniki, które można ponownie wykorzystywać, zmniejszając zapotrzebowanie na paliwa kopalne.