¿Son dos enzimas bacterianas que degradan específicamente los plásticos PET una posible solución al problema de los desechos masivos de la Tierra? ScienceDirect

Una de las cosas asombrosas de nuestro universo es que nada realmente se desperdicia. Por ejemplo, usted, la increíble obra maestra que es, está compuesto por la basura que explotó a partir de una supernova. En todos los rincones del cosmos el universo se está reorganizando y reutilizando. Es el gran reciclador.

Este planeta recicla todo:agua, carbón, nutrientes de todo tipo. Entonces, es lógico que seamos realmente buenos reciclando cosas aquí en la Tierra. Pero los seres humanos somos solo recicladores regulares. Tome el plástico:Hacemos un gran trabajo al desenterrar depósitos antiguos de carbono para hacer las cosas:reciclaje, ¡algo así como! - pero desde la década de 1940, hemos fabricado cantidades asombrosas de un material que probablemente permanecerá en el medio ambiente durante siglos, matando vida silvestre y lixiviando químicos tóxicos. Normalmente, menos del 10 por ciento se recicla.

En 2016, un equipo de investigación japonés descubrió una bacteria ( Ideonella sakaiensis ) haciendo algunos avances en el reciclaje de plásticos donde los humanos estaban fallando. Los plásticos de poli (tereftalato de etileno) (PET) están en todas partes, sobre todo en las botellas de agua y refrescos de plástico, y los enlaces que los mantienen unidos son muy fuertes. así que fue algo sorprendente cuando se descubrió una colonia de estas bacterias en un vertedero japonés.

El 17 de abril Número de 2018 de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, un grupo internacional de investigadores informó sobre la enzima conocida como PETasa producida por esta bacteria. Descubrieron que la enzima PETasa digiere PET. Sin embargo, PETasa es solo una parte de la ecuación. Los investigadores también necesitaban comprender la estructura de la segunda enzima, MHETase.

Ahí es donde entran el bioquímico y biólogo estructural Dr. Gert Weber y su equipo del grupo de investigación conjunto de Cristalografía de Proteínas en Helmholtz-Zentrum Berlin y Freie Universität Berlin. Weber y su equipo determinaron que MHETase no solo se une al PET, también lo descompone. Sus hallazgos fueron publicados en la edición de abril de 2019 de la revista Nature Communications.

Hablamos con Weber por correo electrónico y nos explicó cómo sucede:"Tanto [PETase como MHET] pertenecen a una clase de enzimas, denominadas hidrolasas. Rompen los enlaces éster del plástico PET de uso común para que se liberen los componentes básicos que necesitamos para una resíntesis del polímero. " el explica.

"PETase tiene solo la mitad del tamaño de MHETase y descompone el polímero (PET) en trozos más pequeños, llamado MHET (que consta de los dos componentes básicos del PET, etilenglicol y ácido tereftálico). MHETase luego divide MHET para producir las dos sustancias que se necesitan para una nueva ronda de síntesis de polímeros, etilenglicol y ácido tereftálico, " él añade

¿Entonces que significa eso? Bueno, estas dos enzimas bacterianas degradan específicamente los plásticos PET. Parece que podrían ser una solución al problema de los desechos masivos de la Tierra, ¿Derecha? No tan rapido, Dice Weber. El problema es que son lentos e ineficientes. "Ambas enzimas provienen de bacterias, ", dice. Dado que el PET solo tiene 75 años, ambas enzimas han experimentado una rápida evolución y están lejos de ser perfectas.

Weber dice que cree que las enzimas que comen plástico eventualmente mejorarán para que puedan funcionar en algún tipo de capacidad ambiental. Pero será limitado. "Los métodos tradicionales de reciclaje de PET (que representa aproximadamente el 18% de todos los plásticos) tienen muchas desventajas, ", explica." Se requiere una clasificación previa intensiva y consumen mucha energía y dependen en gran medida del petróleo crudo [para crear]. Enzimas como PETase y MHETase descomponen el PET en sus componentes básicos, que luego se pueden purificar ... Estos bloques de construcción puros ... luego se pueden usar para una nueva ronda de síntesis de PET. Esto se puede hacer en un número ilimitado de ciclos, con una mínima pérdida de carbono, requiriendo bajas cantidades de energía y casi libre de consumo de petróleo crudo ".

Así que esencialmente si funciona, eso podría crear un ciclo cerrado de producción y recuperación de plástico PET que sea totalmente sostenible. Pero las noticias no son del todo buenas.

"En el ambiente, los plásticos ya están dispuestos en forma fragmentada, o [ellos] se fragmentan con el tiempo (microplásticos), "Dice Gerber." Cuanto más pequeños son los fragmentos, más difícil es eliminarlos del medio ambiente. La distribución y fragmentación de los plásticos es demasiado generalizada para abordarla con cualquier medida. Bien puede ser que la naturaleza (como se ve con PETase y MHETase) todavía encuentre soluciones para otros tipos de polímeros con diferentes enzimas ". Su consejo:Detenga la producción de plásticos PET lo antes posible.

Esta historia es parte de Covering Climate Now, una colaboración global de más de 250 medios de comunicación para fortalecer la cobertura de la historia climática.

Ahora eso es deprimente

Los humanos compramos 1 millón de botellas de plástico por minuto.