Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Aarhus και το Δανικό Τεχνολογικό Ινστιτούτο ανακάλυψαν νέα ένζυμα ικανά να διασπούν δύο από τα πλέον δύσκαμπτα στην ανακύκλωση πλαστικά: την πολυουρεθάνη (PUR) και το νάιλον. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Angewandte Chemie.
Η μέθοδος της βιοαναζήτησης
Η ερευνητική ομάδα εφάρμοσε τη μέθοδο της βιοαναζήτησης (bioprospecting), συλλέγοντας εκατομμύρια βακτήρια από ποικίλα περιβάλλοντα, όπως μια χωματερή στην Κένυα, έναν τροπικό ζωολογικό κήπο, έντερα προνυμφών και έναν σωρό κομπόστ στη Δανία.
Με τη χρήση της τεχνικής FACS (Fluorescence-Activated Cell Sorting) και μορίων που φωσφορίζουν κατά τη διάσπαση των χημικών δεσμών, οι επιστήμονες εξέτασαν εκατομμύρια βακτήρια με ταχύτητες έως και 10.000 κυττάρων ανά δευτερόλεπτο. Η διαδικασία απέδωσε 29 βακτήρια και 12 δραστικά ένζυμα.
Το υποσχόμενο ένζυμο CCPUR1
Το πιο αποτελεσματικό στέλεχος, με την ονομασία CCPUR1, απομονώθηκε από το βακτήριο Chelatococcus composti στον σωρό κομπόστ. Το συγκεκριμένο ένζυμο διαθέτει ευρύ σημείο πρόσδεσης που επιτρέπει την υποδοχή μεγάλων πολυμερών, ενώ επιδεικνύει υψηλή θερμική σταθερότητα και αντοχή σε διαλύτες, καθώς τα βακτήρια του κομπόστ είναι προσαρμοσμένα στη διάσπαση ανθεκτικών φυτικών πολυμερών, όπως η λιγνίνη.
Σε εργαστηριακές δοκιμές, το CCPUR1 κατάφερε να διασπάσει αφρό πολυουρεθάνης από στρώματα. Παράλληλα, σε μεταγενέστερη δημοσίευση στο περιοδικό Chem Catalysis, οι ερευνητές κατάφεραν μέσω γενετικής τροποποίησης να ενισχύσουν την απόδοσή του, επιτυγχάνοντας διάσπαση 1,4% πολυουρεθάνης από σόλα παπουτσιού μέσα σε τρεις ημέρες.
Προοπτικές για βιομηχανική ανακύκλωση
Αν και η τεχνολογία βρίσκεται ακόμη σε αρχικό στάδιο για βιομηχανική εφαρμογή, η χρήση ενζύμων προσφέρει το πλεονέκτημα της λειτουργίας σε ήπιες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας. Οι ερευνητές οραματίζονται τη δημιουργία «κοκτέιλ» ενζύμων που θα αποδομούν διαδοχικά διαφορετικά στρώματα πλαστικών, συμβάλλοντας στην εναλλακτική διαχείριση υλικών που σήμερα καταλήγουν σε χωματερές ή αποτεφρωτήρες.
