Los científicos de muchas disciplinas estudian formas de cerrar el ciclo de los desechos plásticos mediante el reciclaje y la reutilización.
Estas enzimas evolucionaron en bacterias y se sintetizan y mejoran en el laboratorio.
Una “superenzima” recién descubierta podría finalmente significar un reciclaje efectivo de botellas de plástico y otros materiales, dicen los científicos. Las bacterias que comen plástico pueden digerir el plástico seis veces más rápido que los métodos actuales para descomponerlo químicamente.
Los científicos descubrieron por primera vez una enzima hace varios años, y el nuevo “cóctel” reemplaza una versión anterior que tenía menos complejidad y robustez para comer plástico. Un gran equipo que atraviesa el Atlántico presenta sus hallazgos, así como sus recomendaciones sobre cómo introducir la enzima en la cadena de suministro de plásticos. Al combinar dos enzimas a propósito, los científicos de laboratorio dividen el tereftalato de polietileno (PET) en partes “intermedias” y luego en partes elementales.
La enzima PETasa, producto bacteriano, convierte al PET en sus “monómeros constituyentes” o bloques de construcción. Ahora que los científicos conocen el sistema de enzimas de dos pasos, se preguntan si las bacterias que ya han desarrollado algunos mecanismos de digestión del plástico continuarán de esa manera y desarrollarán mecanismos que digieran aún más el plástico, en línea con el sistema de dos pasos que los científicos entienden.
Por ahora, han mezclado enzimas de dos tipos diferentes de bacterias en un sistema que descompone el plástico en fases mucho más rápidas. “Nuestros primeros experimentos demostraron que de hecho funcionaban mejor juntos, así que decidimos tratar de vincularlos físicamente, como dos Pac-men unidos por un trozo de cuerda”, dijo el profesor y líder del estudio de la Universidad de Portsmouth, John McGeehan , en un comunicado .
Las enzimas trabajan juntas para “cortar” el plástico de consumo más común en componentes químicos, lo que significa que se pueden volver a aplicar como ingredientes para la próxima generación de plásticos en lugar de destilar estos ingredientes a partir de petroquímicos recién extraídos. McGeehan también es director del Centro de Innovación de Enzimas de la Universidad de Portsmouth, donde los científicos identifican enzimas naturales, estudian su composición química y encuentran formas de sintetizarlas en el laboratorio.
En este caso, McGeehan y sus colegas utilizaron una luz de sincrotrón brillante como el sol para iluminar y acercar la enzima natural hasta que pudieron ver todas las moléculas y su estructura completamente ensamblada. Ese paso, que ya es un trabajo duro, fue solo el primero de muchos :
“La nueva investigación combinó enfoques estructurales, computacionales, bioquímicos y bioinformáticos para revelar conocimientos moleculares sobre su estructura y cómo funciona. El estudio fue un gran esfuerzo de equipo que involucró a científicos en todos los niveles de sus carreras “.
Hay una causalidad sorprendente contenida en esta investigación. “La fuga de plásticos al medio ambiente a escala planetaria ha llevado al descubrimiento posterior de múltiples sistemas biológicos capaces de convertir polímeros artificiales para su uso como fuente de carbono y energía”, escribe el equipo. “Estos sistemas que degradan el plástico ofrecen un punto de partida para las aplicaciones de la biotecnología hacia una economía circular de materiales”.
Eso significa que las bacterias comenzaron a desarrollar esta capacidad enzimática debido a la forma en que los humanos desechaban los plásticos sin cuidado a partir de su popularización. Pero ahora, han modelado una “economía de materiales circular” en la que lo que introducimos se reutiliza en serio, mediante el reciclaje o incluso mediante el diseño de materiales avanzados que cierran sus propios circuitos en función de la aplicación.