FAST-PETase: ученые создали фермент, быстро разрушающий пластиковые бутылки

Все больше людей пытаются жить без пластика, но полностью исключить его из повседневной жизни очень сложно. Пластиковые бутылки удобны, но опасны для окружающей среды, ведь их разложение может занять сотни лет. Но исследователи из Техасского университета в Остине обнаружили фермент, сокращающий время разрушения пластика с тысячелетий до нескольких часов, а также позволяет собирать его для переработки. Это открытие может решить одну из самых больших экологических проблем в мире — что делать с огромным количеством постоянно накапливающегося пластика.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature, биологи описали  открытие сверхбыстрого фермента, расщепляющего пластик. Ферментный вариант работает настолько хорошо, что может разрушить пластик в течение нескольких часов или дней. Исследования сосредоточены на полиэтилентерефталате (ПЭТ) — это полимер, который используется в большинстве видов упаковки и в одежде из полиэстера. Он составляет 12% мировых отходов.

Ученые назвали открытие фермент FAST-PETase (функциональная, активная, стабильная и толерантная PETase). ПЭТ состоит из длинных нитевидных молекул, которые фермент FAST-PETase уменьшает на более мелкие части. Эти химические вещества затем можно собрать заново. 

Он разработан на основе предыдущего природного фермента ПЭТазы, разлагающего ПЭТ-пластик. ПЭТаза была обнаружена на японском объекте по переработке отходов в 2016 году.  Ученые использовали машинное обучение, чтобы обнаружить 5 мутаций ПЭТазы и создать быстродействующий белок, способный расщеплять строительные блоки полиэтилентерефталата (ПЭТ). Модель, которую они использовали, показала, какие мутации быстро разрушат потребительский пластик при низких температурах. Используя эти знания, команда создала фермент FAST-PETase.

В ходе испытаний вещи из полимера полиэтилентерефталата разлагались за неделю, а в некоторых случаях и за 24 часа. Это продукты, которые разлагаются в естественных условиях в течение столетий.

Это дает надежду на решение проблемы глобального загрязнения за счет крупномасштабной переработки. Фермент позволит крупным предприятиям снизить воздействие на окружающую среду за счет восстановления и повторного использования пластика на молекулярном уровне.