• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
22.03.2022
Даниил Сухинов
2
11 684

Обнаружен новый фермент для радикальной переработки «мусорного» пластика

4.6

Международная группа ученых обнаружила и описала новый фермент, позволяющий еще на шаг приблизиться к экологичной и полной переработке пластиковых отходов. Кроме того, исследование поможет разработать биологические системы, превращающие пластиковые отходы в ценные продукты для повторного использования.

Описанный в исследовании фермент TPADO в представлении художника. / ©Rita Clare, Montana State University

Ежегодно в мире производится более 400 миллионов тонн пластиковых отходов, подавляющая часть которых попадает на свалки. Другая же часть скапливается в совершенно не предназначенных для этого местах, например, в Тихом океане. Широко известно скопление мусора антропогенного происхождения (по большей части именно пластика) в северной части Тихого океана — Большое тихоокеанское мусорное пятно, площадью до полутора миллионов квадратных километров (в 33 раза больше площади Московской области).

Стратегии биоконверсии (переработки с использованием биологических процессов) пластика стали важными составляющими экономики замкнутого цикла синтетических пластмасс, особенно тех, что имеют химическое сходство с природными соединениями, например полиэфирами. 

Новое исследование, опубликованное в журнале PNAS, провела международная команда ученых под руководством профессора Дженнифер Дюбуа (Jennifer DuBois) из Университета штата Монтана (США) и профессора Джона МакГихана (John McGeehan) из Портсмутского университета (Великобритания). Ранее МакГихан уже возглавлял международную группу, которая обнаружила природный фермент, способный расщеплять ПЭТ-пластик.  

ПЭТ-пластик используют при производстве одноразовых пластиковых бутылок, одежды, упаковок, автомобильных деталей, медицинских изделий и многих других повседневных вещей. Ранее найденные командой профессора МакГихана ферменты ПЭТаза и МГЭТаза последовательно расщепляют полимер полиэтилентерефталат (ПЭТ) на химические строительные блоки — этиленгликоль (ЭГ) и терефталат (ТФК). Новое исследование продолжает развивать эту идею и описывает фермент для переработки ТФК — терефталатдиоксигеназа (TPADO). 

Путь ферментативного превращения терефталата (ТФК или TPA) в протокатехуат (ПКК или PCA). (A) Организация генов, кодирующих необходимые ферменты. (B) Фермент TPADO (оранжевый) использует молекулярный кислород для дигидроксилирования ТФК, а восстанавливающие эквиваленты поставляются редуктазой (желтый). Продукт (DCD) превращается в протокатехуат с помощью Zn зависимой дегидрогеназы (синий). А ферменты для дальнейшей переработки PCA в целом уже известны. / ©Kincannon W.M., et al., PNAS, 2022

«Хотя ЭГ — химическое вещество, которое можно использовать во многих случаях — например, он входит в состав антифриза, который вы заливаете в свой автомобиль, — ТФК не имеет широкого применения, кроме ПЭТ. При этом большинство бактерий не могут его даже переваривать, — комментирует работу профессор Дюбуа. — Однако команда из Портсмута обнаружила, что фермент из бактерий, потребляющих ПЭТ, распознает ТФК как руку в перчатке (то есть фермент хорошо распознает молекулу ТФК и катализирует ее превращение — прим.ред.). Затем наша группа из Университета штата Монтана продемонстрировала, что этот фермент, называемый TPADO, расщепляет ТФК — и почти только ТФК — с удивительной эффективностью». 

Визуализация трехмерной структуры фермента TPADO. Также показан механизм связывания ТФК. / ©Kincannon W.M., et al., PNAS, 2022

Исследование проводили в рамках консорциума BOTTLE («Биооптимизированные технологии для предотвращения попадания термопластиков на свалки и в окружающую среду»), международного сотрудничества между США и Великобританией. Он объединяет исследователей из самых разных научных областей для решения проблемы переработки пластика и его вторичного использования. 

«За последние несколько лет были достигнуты невероятные успехи в разработке ферментов для расщепления ПЭТ-пластика на строительные блоки. Эта работа идет еще дальше и рассматривает первый фермент в каскаде, способный разложить эти строительные блоки на более простые молекулы, которые затем могут использовать бактерии для создания экологически чистых химикатов и материалов, необходимых для производства ценных продуктов из пластиковых отходов», — подытожил МакГихан.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
1 февраля
Алиса Гаджиева

Исследование сосудов из мастерской по изготовлению мумий дает совершенно новое представление о веществах, которые использовали для сохранения человеческих тел в Древнем Египте. Часть из них привозили с Филиппин, торговые связи которых с древними египтянами ранее были неизвестны.

Позавчера, 10:30
Сергей Васильев

Считается, что неандертальцы жили в коллективах максимум в пару десятков особей. Однако на их стоянках обнаруживают останки исключительно крупных животных, добыть и съесть которых можно только командой, насчитывающей сотни человек.

Позавчера, 11:00
НИУ ВШЭ

Изучая потребление алкоголя, экономисты и социологи обычно связывают его с условиями жизни людей и их человеческим капиталом: образованием, опытом работы, знаниями. Ученые из Лаборатории исследований рынка труда и Лаборатории экономико-социологических исследований НИУ ВШЭ обратили внимание на некогнитивные навыки, формирующиеся в детстве и подростковом возрасте, и выяснили, что эти качества во многом определяют вероятность злоупотребления спиртным и сокращают степень влияния образования.

Позавчера, 10:30
Сергей Васильев

Считается, что неандертальцы жили в коллективах максимум в пару десятков особей. Однако на их стоянках обнаруживают останки исключительно крупных животных, добыть и съесть которых можно только командой, насчитывающей сотни человек.

1 февраля
Сергей Васильев

Американский стартап, занятый возвращением к жизни вымерших животных, объявил о начале работы с додо — почти легендарными птицами, которых люди перебили еще несколько веков назад.

1 февраля
Мария Азарова

Правильная интерпретация взаимодействий между кошками — важная составляющая благополучия проживающих в семьях животных. Однако многие владельцы все время сталкиваются с проблемой: как отличить игру питомцев от агонистического поведения?

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

5 января
Александра Медведева

Биологи показали, что нейронные сети гиппокампа, ответственные за пространственное восприятие, изменяются не линейным образом, а в соответствии с гиперболической геометрией. То есть мозг представляет пространство в форме расширяющихся песочных часов. Результаты исследования могут иметь значение для лучшего понимания различных нейродегенеративных расстройств.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

-
2
+
Даниил, спасибо за оптимистичную новость! Есть надежда, что помойки станут менее вечными. Видимо, до технологии, применяющей указанный фермент, пока далеко?
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: