• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
22.03.2022
Даниил Сухинов
2
12 119

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 / Автор: Михаил Григорьев

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
Предстоящие мероприятия
Вчера, 08:35
Полина Меньшова

Британский учитель географии Грэм Сеньор работал в саду и случайно обнаружил в земле небольшой прямоугольный камень. Оказалось, что на артефакте высечен текст, написанный с помощью древнего кельтского алфавита огам.

Вчера, 16:47
Ольга Иванова

Американские ученые описали новый вид уникального паукообразного с крепкими ногами, усыпанными шипами. Членистоногое жило в каменноугольном периоде и совершенно не похоже ни на один современный вид.

6 часов назад
Мария Азарова

Ученые провели эксперимент, в котором манипулировали кишечной микробиотой мужчин с помощью пищевых добавок. Так удалось показать, что состав микробиома влияет на решение добиваться справедливости для себя, «альтруистически» наказывая оппонента.

Вчера, 08:35
Полина Меньшова

Британский учитель географии Грэм Сеньор работал в саду и случайно обнаружил в земле небольшой прямоугольный камень. Оказалось, что на артефакте высечен текст, написанный с помощью древнего кельтского алфавита огам.

18 мая
Полина Меньшова

При гипертонии пациентам рекомендуют аэробные тренировки, включающие в себя, например, ходьбу, бег, танцы, езду на велосипеде. Но такая физическая нагрузка положительно влияет на артериальное давление только в вечернее время, выяснили физиологи из Бразилии и США.

Позавчера, 17:46
Александр Березин

Миссия NS-25 стала первой после длительной приостановки полетов New Shepard — полностью многоразового суборбитального носителя и корабля. Джефф Безос, владелец Amazon, 24 года назад создавший компанию Blue Origin, некогда планировал, что этот носитель станет базой для серьезной выручки от космического туризма.

24 апреля
Ольга Иванова

Ученые из Австралии и Канады пришли к выводу, что подавляющее большинство одиноких людей не вступает в романтические отношения из-за страха. С одной стороны ими руководят опасения, что их отвергнут, с другой — что они потеряют свою независимость.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

Даниил, спасибо за оптимистичную новость! Есть надежда, что помойки станут менее вечными. Видимо, до технологии, применяющей указанный фермент, пока далеко?
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
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: