Gli scienziati hanno ri-progettato e ingegnerizzato il PETasi, l'enzima batterico mangia-plastica, per velocizzare il riciclo chimico del polietilene tereftalato
Creato un cocktail di enzimi sinergici per la degradazione della plastica
(Rinnovabili.it) – Il processo di degradazione della plastica mette il turbo. Un gruppo di scienziati dell’Università di Portsmouth, in Inghilterra, in collaborazione con il NREL statunitense, ha creato un cocktail di enzimi per la decostruzione del polietilene tereftalato (PET), uno dei polimeri più diffusi a livello di imballaggi plastici. E lo ha appositamente progettato per rendere il riciclo chimico più rapido e spedito. Ma per comprendere la portata della novità è necessario fare qualche passo indietro.
Nel 2018, un gruppo di scienziati giapponesi è riuscito a isolare l’enzima responsabile della scomposizione del PET nell’Ideonella sakaiensis, un batterio dotato della capacità di “mangiare la plastica”. Questo microrganismo, rinvenuto all’interno di discariche, si è evoluto negli anni adattando la sua dieta ai rifiuti plastici. Il processo di digestione batterica rappresenta una scoperta di enorme portata, ma è estremamente lento ai fini pratici. Ecco perché la ricerca di settore sta cerando di imprimere un’accelerazione.
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Il gruppo di Portsmouth aveva già esso mano sull’enzima in questione – il PETasi – riuscendo a rendere il suo lavoro di degradazione della plastica fino al 20% più veloce. Oggi il team, guidato dal professor John McGeehan e il dottor Gregg Beckham, è riuscito a spingere ancora oltre l’asticella della velocità. Come? Progettando una molecola composta dal PETasi e da un secondo enzima batterico, chiamato MHETasi.
Gli scienziati hanno raggiunto questo obiettivo studiando prima la struttura atomica degli enzimi con un sincrotrone che utilizza fasci di raggi X 10 miliardi di volte più luminosi del Sole. Questo dispositivo funge da microscopio, consentendo di “mettere a fuoco” la struttura 3D e utilizzare queste intuizioni per progettare le connessioni tra i due enzimi. La semplice combinazione di PETasi e MHETasi ha raddoppiato la velocità di degradazione della plastica, ma l’ingegnerizzazione di connessioni speciali tra le due molecole ha prodotto un vero e proprio super enzima, aumentando il tasso di decomposizione di altre tre volte
“I nostri primi esperimenti – spiega McGeehan – hanno dimostrato che le due molecole funzionavano meglio assieme, quindi abbiamo deciso di provare a collegarle fisicamente, come due Pac-men uniti da un pezzo di corda. […] Ci è voluto un grande molto lavoro su entrambe le sponde dell’Atlantico, ma ne è valsa la pena”.
Proprio come i suoi predecessori, il nuovo super enzima digerisce la plastica PET, restituendo gli elementi costitutivi originali. Ma lo fa sei volte più velocemente. La tecnica potrebbe essere utilizzata come parte di un ciclo di riciclo chimico infinito e aprire la porta alla scomposizione di polimeri diversi dal PET.
La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences degli Stati Uniti d’America.
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