p Mutações de uma enzima hidrolizante PET2 resultaram em um aumento de 6,7 graus C na estabilidade térmica e um aumento de 6,8 vezes na atividade hidrolítica do PET. T m representa a temperatura de fusão (desnaturação) e as cores nas estruturas das enzimas mostram suas cargas superficiais (azul:positivo, vermelho:negativo). Crédito:NINS / IMS
p Barato para produzir e com muito tempo para degradar, o plástico já foi um milagre de fabricação. Agora, plástico é uma praga ambiental, entupimento de aterros sanitários e obstrução de cursos de água. Uma equipe de pesquisa baseada no Japão voltou à natureza para desenvolver uma abordagem para degradar a substância teimosa. Semelhante a como uma proteína se liga à celulose nas plantas ou à quitina nos crustáceos para iniciar a decomposição, uma proteína projetada está a caminho de se ligar a partículas de plástico em um esforço para quebrá-las com mais eficiência. p Eles publicaram seus resultados em 29 de junho em
Catálise ACS .
p “O polietileno tereftalato (PET) é produzido e utilizado em grandes quantidades na sociedade moderna devido ao seu baixo custo e facilidade de processamento, "disse o autor do artigo Ryota Iino, professor do Institute for Molecular Science (IMS) no National Institutes of Natural Sciences (NINS). "Contudo, nos últimos anos, da perspectiva de realizar uma sociedade sustentável, a reciclagem completa do PET na indústria e a remoção do PET do ambiente natural tornaram-se questões globais. Para resolver esses problemas, é muito importante entender como degradar o PET com eficiência. "
p Os pesquisadores investigaram e criaram uma enzima clonada de uma biblioteca de materiais genéticos coletados na natureza. Esta enzima - chamada PET2 - foi encontrada para facilitar a degradação do PET, acelerando a reação entre os componentes químicos do PET e a água.
p Usando a análise de imagem de uma única molécula, a equipe descobriu que a forma como a enzima se liga à superfície do PET na verdade limitava a taxa de degradação.
p "Também revelamos que, ao introduzir cargas positivas na superfície da enzima degradante do PET, a taxa de ligação à superfície PET pode ser aumentada, "Disse Iino.
p As cargas positivas reagem favoravelmente à superfície PET, portanto, mais enzima pode se ligar e degradar o PET de maneira mais eficaz. Os pesquisadores também descobriram que, embora o PET2 projetado mostrasse alta estabilidade térmica e maior atividade a 68 graus Celsius - ligeiramente mais baixo do que a maioria dos fornos de cozinha residenciais - ele pode ser mais eficaz em temperaturas mais altas, onde as ligações moleculares do PET se tornam mais flexíveis e quebráveis.
p "Nosso objetivo final é criar uma bactéria que possa detectar PET no meio ambiente, mova-se em direção a isso, e degradá-lo, "Disse Iino. Essa bactéria seria então capaz de transformar o PET degradado em energia útil para outros organismos, efetivamente atuando como um centro de reciclagem automatizado de plástico. "Na natureza, a quitina e a celulose são recicladas desta forma. "
p Iino também é afiliado à Escola de Ciências Físicas da Universidade de Pós-Graduação para Estudos Avançados (SOKENDAI). Outros colaboradores incluem Akihiko Nakamura, Departamento de Ciências Aplicadas à Vida, Faculdade de Agricultura, Universidade Shizuoka, e o Instituto Shizuoka para o Estudo de Biologia Marinha e Química; e Naoya Kobayashi e Nobuyasu Koga, Centro de Pesquisa Exploratória sobre Vida e Sistemas Vivos (ExCELLS), NINS. Koga também é afiliado ao IMS, NINS, e SOKENDAI.
p A Iniciativa Líder para Jovens Pesquisadores Excelentes, O ministério da educação, Cultura, Esportes, Ciência, e Tecnologia do Japão, a Fundação Sumitomo, e o Programa de Colaboração Especial ExCELLS apoiou esta pesquisa.