Un recipiente de plástico tirado en un vertedero puede tomar cientos de años descomponerse naturalmente, pero una enzima recién descubierta podría devorar los desechos en menos de un día.
La hidrolasa de poliéster altamente eficiente, conocida como PHL7, se encontró recientemente en un cementerio alemán masticando compost.
En el laboratorio, los investigadores descubrieron que podía descomponer el tereftalato de polietileno (PET) en un 90 por ciento en 16 horas.
PHL7 no es el primer ‘devorador de plástico’ natural descubierto por los científicos, pero es el más rápido.
En 2016, se encontró una enzima consumidora de PET, llamada LLC, en una planta de reciclaje en Japón. En los años transcurridos desde entonces, ha sido anunciado como un chomper de plástico estándar de oro. Pero el PHL7 recién descubierto es dos veces más rápido en el trabajo.
Desde 2016, los científicos han modificado la enzima LLC para crear un mutante aún más voraz que el natural, pero incluso esta creación sintética tiene una o dos cosas que aprender de PHL7.
“La enzima descubierta en Leipzig puede hacer una contribución importante para establecer procesos alternativos de reciclaje de plástico que ahorren energía”. dice microbiólogo Wolfgang Zimmermann de la Universidad de Leipzig en Alemania.
“Se ha demostrado que el biocatalizador desarrollado ahora en Leipzig es muy eficaz en la descomposición rápida de los envases de alimentos PET usados y es adecuado para su uso en un proceso de reciclaje respetuoso con el medio ambiente en el que se puede producir plástico nuevo a partir de los productos de descomposición”.
Desafortunadamente, ni PHL7 ni LCC pueden degradar por completo los plásticos PET con mayor cristalinidad (estructura molecular más organizada), como los que se usan en algunas botellas.
Pero si a PHL7 se le da una canasta de frutas hecha de plástico PET, puede descomponer los desechos en menos de 24 horas.
Aún mejor, los subproductos de este proceso de reciclaje se pueden reconstruir para crear nuevos contenedores de plástico.
Las posibilidades de reciclaje son inmensas. Cada año, más de 82 millones de toneladas métricas de PET se producen en todo el mundo, y solo un pequeño porcentaje ha sido reciclado en plástico nuevo.
Incluso cuando un producto de plástico se envía a una planta de reciclaje, el proceso para fundirlo y crear algo nuevo consume mucha energía y es costoso.
El reciclaje biológico, por otro lado, podría ayudar a crear una economía plástica circular barata y eficiente. En los últimos años, los científicos han estado carreras para desarrollar bacterias que comen plástico para este mismo propósito.
PHL7 se destaca de otros candidatos encontrados hasta ahora. La forma en que descompone rápidamente el PET parece depender de un único bloque de construcción en su ADN.
En un punto determinado de su secuencia de aminoácidos, PHL7 lleva una leucina donde otras enzimas llevan un residuo de fenilalanina. En el pasado, la leucina en esta posición se ha relacionado con la unión de polímeros a enzimas.
Cuando los investigadores en Alemania reemplazaron la fenilalanina con leucina en otra enzima, el organismo se volvió mucho más rápido para descomponer el plástico. De hecho, su eficiencia estaba a la par con PHL7.
En comparación con las enzimas LLC, la enzima PHL7 también pudo unirse a más polímeros en el laboratorio.
“Estos resultados sugieren que el reemplazo de fenilalanina/leucina podría ser parcialmente responsable de los cambios en las contribuciones de energía de unión por residuo en PHL7”, dicen los autores. escribe.
PHL7 no solo es rápido, esta enzima no requiere ningún tratamiento previo antes de excavar. Comerá plástico sin moler ni derretirse.
El proceso para volver a juntar los subproductos tampoco tiene que depender de productos petroquímicos.
“Así”, los autores concluir“mediante el empleo de potentes enzimas como PHL7, es posible reciclar directamente envases de PET termoformado posconsumo en un proceso de ciclo cerrado con una baja huella de carbono y sin el uso de productos petroquímicos, realizando un proceso de reciclaje sostenible de un importante residuo de plástico PET arroyo.”
Dado el terrible estado de la contaminación plástica en todo el mundo, eso suena como un sueño. El equipo de investigadores de la Universidad de Leipzig ahora está trabajando en un prototipo.
El estudio fue publicado en ChemSusChem.