Ежегодно в мире производится более 400 миллионов тонн пластика, но значительная его часть перерабатывается недостаточно эффективно, что увеличивает нагрузку на окружающую среду. Исследователи из Университета Грайфсвальда изучают, как биохимические методы могут разлагать пластик на отдельные химические компоненты и возвращать их в новый производственный цикл. Об этом сообщает портал Phys.org.
В двух новых публикациях в журналах Nature Chemical Biology и Nature команды под руководством биохимика доктора Уве Т. Борншеуэра показали потенциал ферментов для переработки пластиков, которые ранее было трудно перерабатывать. Ферменты способны избирательно расщеплять химические связи, удерживающие полимеры вместе. Этот подход уже относительно успешно применяется для полиэтилентерефталата (ПЭТ), из которого делают бутылки для напитков и текстиль.
Однако разложение других видов пластика, таких как полиуретан (ПУ) и полиамиды (нейлон), гораздо сложнее. В статье, опубликованной в Nature Chemical Biology, исследователи определили, какие семейства ферментов лучше всего подходят для расщепления ПУ и нейлона, а также обсудили методы поиска новых биокатализаторов и их оптимизации с помощью белковой инженерии. Цель — улучшить так называемые уретаназы, которые могут специфически разлагать полиуретан на его компоненты.
Параллельно команда предупреждает о поспешных выводах в области биологического разложения пластиков. В статье в Nature авторы критически рассматривают исследования, утверждающие, что некоторые бактерии или ферменты могут разлагать такие пластики, как полиэтилен (ПЭ) или поливинилхлорид (ПВХ). Эти материалы гораздо труднее поддаются биологическому разложению, и часто эксперименты недостаточно проверены или результаты интерпретированы неверно.
Исследователи сформулировали конкретные рекомендации для проведения экспериментов — от точной характеристики используемых пластиков до контрольных опытов и количественного анализа. Это позволит надежно выявлять микроорганизмы и ферменты, способные разлагать трудно перерабатываемые пластики, и в перспективе разработать биологические методы их переработки. Вместо утилизации такие материалы можно будет повторно использовать для создания новых продуктов.