• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
22 марта
Даниил Сухинов
2
11 305

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
Предстоящие мероприятия
Вчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

Позавчера, 10:02
Сергей Васильев

Распространяясь в популяциях крупных жвачных животных, паразиты незаметно оказывают мощное влияние на целые экосистемы, позволяя растительности спокойно развиваться и процветать.

Вчера, 15:33
Михаил Орлов

В контексте изменений климата обычно говорят о таянии ледников, однако ученые отмечают, что некоторые крупные скопления льда на Антарктическом полуострове за последние 20 лет заметно выросли. Причиной могут быть изменения атмосферной циркуляции и перераспределение массы антарктических льдов ближе к берегу.

20 мая
Мария Азарова

Ученые предупреждают: поскольку вес современных комбайнов и прочей сельхозтехники сегодня приближается к весу самых крупных животных, когда-либо бродивших по Земле, возникает парадокс уплотнения грунта.

Вчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

Позавчера, 10:02
Сергей Васильев

Распространяясь в популяциях крупных жвачных животных, паразиты незаметно оказывают мощное влияние на целые экосистемы, позволяя растительности спокойно развиваться и процветать.

26 апреля
Василий Парфенов

Крупнейшие патентные ведомства мира десятилетиями или веками принципиально игнорируют любые конструкции, нарушающие начала термодинамики. С точки зрения здравого смысла это хорошо, но конспирологи и гении-самоучки считают иначе. По их мнению, такая политика стала результатом заговора (подставьте сюда любое вымышленное или не очень секретное общество либо лобби). Что ж, похоже, Роспатент встал на их сторону.

27 апреля
Александра Медведева

С помощью GPS-трекинга ученые проследили за перемещениями целой популяции домашних кошек в небольшом норвежском городке. Оказалось, питомцы редко уходят от дома далее 50 метров и почти не совершают длительных прогулок.

28 апреля
Мария Азарова

Авторы нового исследования составили таблицу ожидаемой продолжительностью жизни для собак 18 чистокровных пород и метисов. Кроме того, они узнали, кто живет дольше — суки или кобели, кастрированные или нет.

[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: