Ученые были вдохновлены Pac-Man и изобрели «коктейль» с поеданием пластика, который может помочь устранить пластиковые отходы.
Он состоит из двух ферментов - ПЭТазы и МНЕТазы, продуцируемых бактериями Ideonella sakaiensis, которые питаются пластиковыми бутылками.
В отличие от естественного разложения, на которое уходит сотни лет, этот суперфермент может преобразовать пластик в его исходные «компоненты» в течение нескольких дней.
Эти два фермента работают вместе, как «два Пакмана, соединенные ниткой», пережевывая закусочный шарик.
Этот новый суперфермент переваривает пластик в 6 раз быстрее, чем оригинальный фермент ПЭТаза, открытый в 2018 году.
Его целью является полиэтилентерефталат (ПЭТ), наиболее распространенный термопласт, используемый для изготовления одноразовых бутылок для напитков, одежды и ковров, разлагающихся в окружающей среде обычно за сотни лет.
Профессор Джон МакГихан из Портсмутского университета сообщил агентству новостей ПА, что в настоящее время мы получаем эти основные ресурсы из ископаемых ресурсов, таких как нефть и природный газ. Это действительно неприемлемо.
«Но если мы сможем добавить ферменты в отходы пластика, мы сможем их разрушить за несколько дней».
В 2018 году профессор МакГихан и его команда наткнулись на модифицированную версию фермента под названием ПЭТаза, который может расщеплять пластик всего за несколько дней.
В своем новом исследовании исследовательская группа смешала ПЭТазу с другим ферментом, называемым MHETase, и обнаружила, что «усвояемость пластиковых бутылок почти удвоилась».
Затем исследователи использовали генную инженерию, чтобы связать эти два фермента вместе в лаборатории, точно так же, как «соединили два Pac-Man с веревкой».
«PETase будет разъедать поверхность пластика, а MHETase будет резать дальше, поэтому посмотрим, сможем ли мы использовать их вместе, чтобы имитировать ситуацию в природе, это кажется естественным». - сказал профессор МакГихан.
«Наш первый эксперимент показал, что они лучше работают вместе, поэтому мы решили попробовать их соединить».
«Мы очень рады видеть, что наш новый химерный фермент в три раза быстрее, чем естественный изолят фермента, что открывает новые возможности для дальнейших улучшений».
Профессор МакГихан также использовал алмазный источник света - синхротрон, расположенный в Оксфордшире. Он использует мощное рентгеновское излучение в 10 миллиардов раз ярче, чем солнце, как микроскоп, который достаточно силен, чтобы видеть отдельные атомы.
Это позволило исследовательской группе определить трехмерную структуру фермента MHETase и предоставить им молекулярный план для разработки более быстрой ферментной системы.
Помимо ПЭТ, этот суперфермент также можно использовать для производства ПЭФ (полиэтиленфураната), биопластика на основе сахара, используемого для пивных бутылок, хотя он не может разрушать другие типы пластика.
В настоящее время команда ищет способы еще больше ускорить процесс разложения, чтобы эту технологию можно было использовать в коммерческих целях.
«Чем быстрее мы производим ферменты, тем быстрее мы разлагаем пластик и тем выше его коммерческая жизнеспособность», - сказал профессор МакГихан.
Это исследование было опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
