Dnes je 24. januára a meniny má Timotej

Nový super účinný enzým rozkladá PET

13. októbra 2020

Inovácie v oblasti rozložiteľnosti plastov prichádzajú čoraz častejšie. Najnovšia pochádza z transatlantickej spolupráce, ktorej výsledkom je super enzým.

V roku 2018 sme vás na našom webe  informovali o v podstate náhodnom objave japonských vedcov – baktérii požierajúcej PET fľaše. Ideonella sakaiensis, ako sa v latinčine baktéria nazýva, sa objavila v smetnom koši s plastovými fľašami. Podľa vedcov sa prirodzene vyvinula tak, že začala produkovať enzým schopný rozkladať polyetýlén tereftalát, ktorý je súčasťou väčšiny plastových výrobkov. Vedci z Kjótskeho technologického inštitútu enzým extrahovali, modifikovali a skúmali. Enzým „PETázu“ (PETase) následne začali laboratórne vyrábať aj vedci z Národného laboratória obnoviteľnej energie (NREL) pri Univerzite Portsmouth v Anglicku.

Technologický inštitút v Kjóto.
Zdroj: www.wikimedia.org

Enzýmový koktail

Anglickému laboratóriu sa najskôr podarilo vyrobiť PETázu, ktorá bola 20 krát účinnejšia ako jej pôvodná verzia. Spolupráca japonského  a anglického vedeckého týmu priniesla nedávno ďalšiu aktualizáciu výskumu. Pomocou veľmi vyspelej technológie chemicko-fyzikálneho inžinierstva zostavili  enzýmový koktail, ktorý je takmer 6 krát rýchlejší a účinnejší pri rozkladaní plastu. Nový „super enzým“ je zložený z PETázy a MHETázy (MHETase). Tento druhý, partnerský enzým podporuje PATázu v jej „apetíte“.

Zdroj: www.wikimedia.org

Synchrotrónové žiarenie

Ku kombinácii uvedených dvoch enzýmov dospeli vedci na základe výskumu ich atómovej štruktúry, pomocou synchrotrónového žiarenia.  Žiarenie, ktoré je 10 miliárd krát jasnejšie ako slnko, funguje ako mikroskop vďaka ktorému je možné vidieť jednotlivé atómy. To vedcom umožnilo zostaviť 3D model enzýmov. Jednoduché spojenie enzýmov zdvojnásobilo schopnosť rozkladu PET. No na základe presne navrhnutého, konštruovaného atómového previazania mohol vzniknúť „super enzým“, ktorý štiepi plast ešte trojnásobne väčšou rýchlosťou.

Nekonečná recyklácia

Tak ako predchodca, extrahovaný z baktérie, aj tento laboratórny rozkladá polyetýlén tereftalát na jeho základné stavebné jednotky. To v praxi znamená, že PET by sme mohli recyklovať v podstate do nekonečna. Pri štandardnej recyklácii totiž zo spracovaného plastu vždy vzniká materiál nižšej kvality. Postupne tak degraduje na už nepoužiteľný recyklát. V tomto prípade, rozdelenie na jednotlivé zložky znamená, že ich bez zmeny kvality možno spájať do nových reťazcov.

Ak si uvedomíme, že polyetýlén tereftalát je najčastejšie používaný a jeden z najrozšírenejších termoplastov. Okrem fľašiek sa z  neho vyrábajú aj ale aj ďalšie obalové materiály, vlákna obsiahnut v oblečení či kobercoch, ale napríklad ja pásy pneumatík. Pre ďalšiu produkciu a spracovanie PET plastu by objavenie enzýmu mohlo byť skutočne mýľnikom.

Zdroj:
www.sciencedaily.com

Titulné foto:



zobraziť dalšie