Фермент, содержащийся в микробах слюны человека, разлагает пластик на основе ПЭТФ

Слюна человека может содержать фермент, способный разлагать полиэтилентерефталат (ПЭТФ). Исследователи обнаружили перспективный фермент, гидролазу, в базе данных, содержащей образцы метагенома человека. По данным журнала Angewandte Chemie International Edition, эта недавно обнаруженная гидролаза работает лучше, чем многие другие известные бактериальные гидролазы ПЭТ. Ее можно получить с помощью биотехнологических методов и использовать для переработки пластика или для функционализации пластика, добавляют авторы.

Известно, что свалки и гавани являются особенно перспективными местами для обнаружения бактерий, которые приспособились к потреблению или использованию пластмасс. Эти бактерии выделяют ферменты, известные как гидролазы ПЭТ, которые могут расщеплять ПЭТ на более мелкие молекулы. Чаясит Уттамапинант из Института науки и технологии Видьясиримедха (VISTEC) в Районге, Таиланд, и Вораван Бхантумнавин из Университета Чулалонгкорн, Бангкок, Таиланд, и их коллеги обнаружили первый фермент, расщепляющий ПЭТ, из гораздо более удивительного источника: генома микробных сообществ в слюне человека.

Исследователи считают, что поскольку люди потребляют огромное количество продуктов питания, упакованных в ПЭТ, микробы в слюне или желудочно-кишечном тракте могли эволюционировать для переваривания микропластика. Команда обнаружила новую гидролазу, которую они назвали MG8, в ходе поиска общедоступной базы данных метагеномов образцов морской воды и человеческой слюны, и смогла определить вероятный источник фермента среди грамотрицательных бактерий, которые могут быть найдены в слюне человека. Эти бактерии похожи на штаммы, обнаруженные вблизи «Тихоокеанского мусорного вихря», которые также эволюционировали для производства гидролаз ПЭТ.

Прежде всего, для проведения экспериментов им требовалось достаточно материала, поэтому они модифицировали бактерию, которую можно культивировать в лабораториях, для производства фермента. Они легко выделили активную форму фермента, способную разрушать ПЭТ, из денатурированной формы, которую можно выделить в больших количествах. Исследователи подчеркивают, что это открывает большие перспективы для будущего масштабирования.

В дополнение к перспективам масштабируемой переработки, команда также предполагает другое применение MG8. Они обнаружили, что он не только может легко разрушать ПЭТ, но и, при небольшой модификации, очень эффективно связываться с ним. Для этого они изменили последовательность белка, заменив одну из естественно встречающихся аминокислот (серин) в активном сайте на неестественную аминокислоту DAP. Модифицированный фермент немедленно прилипает к порошку ПЭТ. Это может быть использовано как средство функционализации поверхностей ПЭТ, повышая универсальность ПЭТ, например, в медицинских устройствах, и увеличивая универсальность переработанного ПЭТ.

Несмотря на перспективность MG8 в переработке и функционализации пластика, команда признает, что MG8, как и другие гидролазы ПЭТ, все еще нуждается в доработке. В настоящее время потребительские ПЭТ-пластики с высокой кристалличностью не могут быть разложены с помощью этой гидролазы. Поэтому потребуются дальнейшие исследования, чтобы достичь стадии, когда целая пластиковая бутылка воды может быть растворена в простом растворе, содержащем фермент.

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Финские ученые нашли способ предсказать продолжительность жизни

73 Ученые из финского Университета Турку разработали анализ, позволяющий предсказать продолжительность жизни человека. Метод позволяет …