Er plastspisende enzymer vores planeter kun håb?

En af de fantastiske ting ved vores univers er, at intet virkelig går til spilde. For eksempel, du - det utrolige mesterværk, du er - er tilfældigvis sammensat af skraldespanden, der eksploderede ud af en supernova. I hver en afkroge af kosmos, universet reorganiserer og genbruger. Det er The Great Recycler.

Denne planet genbruger alt - vand, kulstof, næringsstoffer af enhver art. Så, det er givet, at vi ville være rigtig gode til at genbruge ting her på Jorden. Men vi mennesker er kun halvdårlige genbrugere. Tag plastik:Vi gør et stort stykke arbejde med at grave gamle antændelser af kulstof op for at lave tingene - genbrug, På en måde! - men siden 1940'erne vi har fremstillet forbløffende mængder af et materiale, der sandsynligvis vil hænge ud i miljøet i århundreder, dræbe dyreliv og udvaskning af giftige kemikalier. Mindre end 10 procent af det genbruges typisk.

I 2016, et japansk forskerhold opdagede en bakterie ( Ideonella sakaiensis ) gør nogle indhug i genbrug af plast, hvor mennesker svigtede. Poly (ethylenterephthalat) (PET) plast er overalt - især i sodavand og vandflasker - og de bindinger, der holder det sammen, er meget stærke, så det var noget af en overraskelse, da en koloni af disse bakterier blev opdaget på en japansk losseplads.

I den 17. april, 2018 -nummer af tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences, en international gruppe forskere rapporterede om enzymet kendt som PETase produceret af denne bakterie. De fandt ud af, at PETase -enzymet fordøjer PET. Imidlertid, PETase er kun en del af ligningen. Forskere havde også brug for at forstå strukturen af ​​det andet enzym, MHETase.

Det er her biokemiker og strukturbiolog Dr. Gert Weber og hans team fra den fælles proteinkrystallografiforskningsgruppe ved Helmholtz-Zentrum Berlin og Freie Universität Berlin kommer ind. Weber og hans team fastslog, at MHETase ikke kun binder sig til PET, det nedbryder det også. Deres resultater blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications april 2019.

Vi talte med Weber via e -mail, og han forklarede, hvordan det sker:"Både [PETase og MHET] tilhører en enzymklasse, betegnes hydrolaser. De nedbryder esterbindinger af det almindeligt anvendte plast PET, så de byggesten, som vi har brug for til en re-syntese af polymeren, frigives, "forklarer han.

"PETase er kun halvdelen af ​​størrelsen på MHETase og nedbryder polymeren (PET) til mindre stykker, kaldet MHET (som består af de to byggesten af ​​PET, ethylenglycol og terephthalsyre). MHETase opdeler derefter MHET for at give de to stoffer, der er nødvendige for en ny omgang polymersyntese, ethylenglycol og terephthalsyre, "tilføjer han

Så hvad betyder det? Disse to bakterielle enzymer nedbryder specifikt PET -plast. Det lyder som om, at de potentielt kan være en løsning på Jordens massive affaldsproblem, ret? Ikke så hurtigt, Siger Weber. Problemet er, at de er langsomme og ineffektive. "Begge enzymer stammer fra bakterier, "siger han. Da PET kun er omkring 75 år gammel, begge enzymer har gennemgået en hurtig udvikling og er langt fra perfekte.

Weber siger, at han mener, at de plastspisende enzymer i sidste ende vil blive bedre, så de kan fungere i en eller anden form for miljøkapacitet. Men det vil være begrænset. "Traditionelle genbrugsmetoder af PET (som udgør ca. 18% af al plast) har mange ulemper, "forklarer han." Intensiv forhåndssortering er påkrævet, og de er energikrævende og er i høj grad afhængige af råolie [for at skabe]. Enzymer som PETase og MHETase nedbryder PET til dets byggesten, som derefter kan renses ... Disse rene byggesten ... kan derefter bruges til en ny runde PET -syntese. Dette kan gøres over et ubegrænset antal cykler, med et minimalt kulstoftab, kræver lave mængder energi og næsten fri for råolieforbrug. "

Så i det væsentlige, hvis det virker, det kunne skabe en lukket produktions- og genvindingscyklus for PET -plast, der er helt bæredygtig. Men nyhederne er ikke alle gode.

"I miljøet, plast bortskaffes enten allerede i en fragmenteret form, eller [de] fragmenterer over tid (mikroplast), "Gerber siger." Jo mindre fragmenter, jo sværere er det at fjerne dem fra miljøet. Distributionen og fragmenteringen af ​​plast er for udbredt til at imødegå det med enhver foranstaltning. Det kan meget vel være, at naturen (set med PETase og MHETase) stadig finder løsninger på andre polymertyper med forskellige enzymer. "Hans råd:Stop produktionen af ​​PET -plastik så hurtigt som muligt.

Denne historie er en del af Covering Climate Now, et globalt samarbejde med mere end 250 nyhedsudsendelser for at styrke dækningen af ​​klimahistorien.

Vi mennesker køber 1 million plastflasker hvert minut.