Enzym i menneskelige spytmikrober nedbryder PET-baseret plast

Menneskespyt kan indeholde et enzym, som kan nedbryde plasten polyethylenterephthalat (PET). Forskere fandt det lovende enzym, en hydrolase, i en database, der indeholder prøver fra menneskelige metagenomer. Som de rapporterer i tidsskriftet Angewandte Chemie International Edition , præsterer denne nyopdagede hydrolase bedre end mange andre kendte bakterielle PET-hydrolaser. Det kan fremstilles ved hjælp af bioteknologiske metoder og kan bruges til plastgenbrug eller til funktionalisering af plast, tilføjer forfatterne.

Lossepladser og havne er kendt for at være særligt lovende steder for at finde bakterier, der har tilpasset sig til at forbruge eller gøre brug af plast. Disse bakterier har udviklet enzymer, kendt som PET-hydrolaser, som kan nedbryde PET til mindre molekyler. Chayasith Uttamapinant fra Vidyasirimedhi Institut for Videnskab og Teknologi (VISTEC) i Rayong, Thailand, og Worawan Bhanthumnavin fra Chulalongkorn University, Bangkok, Thailand, og kolleger, har nu opdaget det første enzym til at nedbryde PET fra en noget mere overraskende kilde:genomet af mikrobielle samfund i menneskelig spyt.

Forskerne mener, at fordi mennesker indtager enorme mængder mad, som er blevet pakket ved hjælp af PET, kan mikrober i spyttet eller mave-tarmkanalen have udviklet sig til at fordøje mikroplastik. Holdet afslørede den nye hydrolase, som de kaldte MG8, mens de søgte i en offentlig metagenomdatabase indeholdende prøver fra havvand og menneskeligt spyt, og var i stand til at tilskrive den sandsynlige kilde til enzymet til gramnegative bakterier, der kan findes i menneskets spyt. Disse bakterier ligner stammer fundet i nærheden af ​​"Stillehavsaffaldshvirvelen", som også har udviklet sig til at producere PET-hydrolaser.

De havde først brug for nok materiale til at udføre deres eksperimenter, og derfor modificerede de en bakterie, der kan dyrkes i laboratorier til at producere enzymet. De genvundne let en aktiv form af enzymet, i stand til at nedbryde PET, fra en denatureret form, der kan isoleres i store mængder. Forskerne fremhæver, at dette viser et stort løfte om opskalering i fremtiden.

Bortset fra udsigterne til skalerbarhed for genbrug, forudser teamet også en anden brug af MG8. De opdagede, at det ikke kun kan nedbryde PET med lethed, men med en lille modifikation kan det også binde sig meget effektivt til det. For at opnå dette modificerede de proteinsekvensen ved at erstatte en af ​​de naturligt forekommende aminosyrer (serin) på det aktive sted med en unaturlig aminosyre, DAP. Det modificerede enzym klæbte straks til PET-pulver. Dette kunne bruges som et middel til at funktionalisere PET-overflader, øge alsidigheden af ​​PET i f.eks. medicinsk udstyr og forbedre alsidigheden af ​​genanvendt PET.

På trods af løftet om MG8 inden for plastgenbrug og -funktionalisering, erkender teamet, at MG8, ligesom andre PET-hydrolaser, stadig har brug for noget arbejde. Foreløbig kan PET-plast af forbrugerkvalitet med høj krystallinitet ikke nedbrydes ved hjælp af denne hydrolase. Derfor vil yderligere forskning være nødvendig for at nå det stadie, hvor en hel plastikvandflaske kan opløses i en simpel opløsning indeholdende enzymet. + Udforsk yderligere

Enzymet nedbryder PET-plastik på rekordtid