Синтезировали усовершенствованную гидролазу — фермент, который расщепляет до 90 процентов ПЭТ (полиэтилентерефталата) на мономеры за 10 часов. Полученный пластик по свойствам не уступает тому, что был произведен из нефтепродуктов изначально, и может использоваться вновь для изготовления упаковки и текстиля, что позволит достичь замкнутого производственного цикла. Статья опубликована в журнале Nature.
Каждый год в мире производится около 350 миллионов тонн пластика, и около 200 миллионов тонн практически сразу же становятся твердыми бытовыми отходами, потому что используются в течение короткого промежутка времени и далее не подвергаются переработке. Одна пятая мирового пластика приходится на полиэтилентерефталат (ПЭТ) — этот материал используют для изготовления текстиля и упаковки, преимущественно пластиковых бутылок для воды и газированных напитков.
ПЭТ является сложным полиэфиром и плохо поддается гидролизу из–за высокого содержания ароматических фрагментов терефталата. Наиболее распространенный способ его переработки — термомеханический. К сожалению, он приводит к потере механических свойств, и качество материала на выходе получается гораздо более низким, чем у исходного. Ученые уже описывали ПЭТ–гидролазы — энзимы, которые способны деполимеризовать ПЭТ и переработать его в новое сырье хорошего качества, однако, все они демонстрировали низкую производительность и были нерентабельными.
Французские ученые во главе с Валери Турнье (Valérie Tournier) из Университета Тулузы начали поиски усовершенствованной PET–гидролазы. На данный момент они завершили первый этап проекта и добились эффективной переработки терефталевой кислоты, на которую приходится основная масса ПЭТ — 863 килограмма в одной тонне ПЭТ отходов.
В ходе исследования они обрабатывали коммерческий аморфный ПЭТ различными ферментами: гидролазами BTA1 и BTA2 почвенной бактерии Thermobifida fusca; кутиназой патогенного гриба Fusarium solani pisi; ПЭТазой грамотрицательной бактерии Ideonella sakaiensis и кутиназой LCC, полученной из листового компоста листьев. Они обнаружены, что LCC в 33 раза эффективнее прочих ферментов и демонстрирует самую высокую термостабильность.
Далее ученые попытались дополнительно улучшить ферментативную активность и термостабильность LCC с помощью белковой инженерии: химическую активность улучшил целевой мутагенез ключевых аминокислотных остатков, а термостабильность удалось повысить за счет добавления дисульфидного мостика.
В итоге специалисты остановились на версии ПЭТ–гидролазы, которая расщепляет 99,8 процента терефталевой кислоты на мономеры (а это составляет 90 процентов ПЭТ отходов) за 10 часов. При этом стоимость фермента, необходимого для переработки одной тонны, составляет всего лишь 4 процента от цены тонны первичного ПЭТ. Из переработанного сырья уже были изготовлены пластиковые бутылки для напитков, и по свойствам они не уступали оригинальным.
Владимир Путин, Дмитрий Медведев, Анатолий Голод: ПРИЗНАНИЕ НАТО НАДО ПРИМЕНЯТЬ!
«ЯРКО» провела развлекательную программу на фестивале «Крутая песочница»
Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует:
Свыше 5,2 миллиона жителей Московского региона получают набор социальных услуг в натуральном виде
Автопробег в честь Дня России прошел в Ленинском округе
