Его обнаружили в компосте на полигоне в Германии. И, как показывает исследование, новый природный фермент PHL7 способен разрушать пластиковые отходы в рекордные сроки — менее чем за день.
На 90% за 16 часов
Согласно последнему отчету Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), через 30 лет количество пластиковых отходов, производимых во всем мире, утроится, при этом около половины из них окажется на свалке. Масштабы проблемы понимают даже компании, активно его использующие — например, Coca Cola и PepsiCo — выступающие за сокращение производства пластика. Ведь на разложение одной ПЭТ-бутылки или контейнеры уходит несколько сотен лет, поэтому ученые все время в поиске способов ускорить этот процесс. К счастью, им это удается. Высокоэффективный фермент полиэфиргидролаза, названный PHL7, был обнаружен на полигоне в Германии, отведенном для компоста. При более детальном исследовании вещества оказалось, что оно может «уничтожать» полиэтилентерефталат (ПЭТ) на 90% за каких-то 16 часов.
Стоит отметить, что PHL7 — не единственный «пожиратель пластика», найденный исследователями в природной среде. Но на данный момент он превосходит по скорости все остальные. Шесть лет назад в Японии было найдено похожее вещество — LLC. Именно оно все эти годы возглавляло рейтинг лучших уничтожителей пластиковых отходов. Но теперь PHL7 потеснил LLC с пьедестала — он разлагает с ПЭТ в два раза быстрее. И даже модифицированному доработанному LLC не сравниться с новым ферментом.
«Вещество, обнаруженное в Лейпциге, способно сыграть существенную роль в разработке энергосберегающих процессов переработки ПЭТ, — утверждает немецкий ученый Вольфганг Циммерманн. — Фермент, который мы тестируем на данный момент, имеет высокую эффективность при ускоренном разложении ПЭТ-тары. С ним процесс переработки не только будет экологически безопасным, но из побочных продуктов можно будет производить новый материал».
Но не все так радужно, как могло бы показаться. Увы, но ни PHL7, ни LCC не способны справиться на 100% с ПЭТ-пластиком с более высокой кристалличностью , который используется для производства определенных бутылок. В то же время, новый фермент способен разложить ПЭТ-корзину для фруктов менее чем за сутки, а из оставшихся продуктов можно будет производить новую пластиковую тару.
Секрет фермента в его ДНК
Использование биологической переработки — прекрасный способ удешевить достаточно дорогостоящий процесс переплавки пластиковых отходов с последующим созданием нового материала. Поэтому перспективы PHL7 достаточно многообещающие. Более того, ученым удалось определить, в чем секрет такой быстрой работы фермента. Дело оказалось в его ДНК, а именно в наличии лейцина в конкретном месте аминокислотной последовательности. Остальные подобные вещества обычно имеют остаток фенилаланина.
В качестве эксперимента, немецкие ученые заместили в ином ферменте одну аминокислоту другой, вследствие чего он стал гораздо эффективнее перерабатывать пластик. Кроме того, по скорости его даже можно было сравнить с PHL7.
Еще одним преимуществом нового фермента является то, что он не нуждается в предварительной обработке перед тем, как впитается. Он способен переработать пластик, не измельчая и не расплавляя его.
«Благодаря использованию ферментов, подобных PHL7, есть возможность создать устойчивый процесс переработки ПЭТ-тары в замкнутом цикле и уменьшить углеродный след», — заключили авторы исследования из Лейпцигского университета.
