Enzimă modificată genetic degradează spuma din tălpi de pantofi
Cercetătorii au dezvoltat o enzimă capabilă să descompună poliuretanul din spuma folosită la fabricarea tălpilor de pantofi, pornind de la o bacterie identificată în compost. Rezultatele, publicate în revista Chem Catalysis, ar putea contribui la reciclarea deșeurilor plastice provenite din pantofi, saltele, bureți de bucătărie și alte produse similare.
La nivel global, companiile produc anual aproximativ 22 de milioane de tone de poliuretan, ceea ce reprezintă peste 5% din totalul materialelor plastice introduse pe piață. O categorie specială a acestor materiale, cunoscută sub denumirea de „termorigide”, este utilizată la fabricarea tălpilor și tocurilor de pantofi.
Pentru a aborda problema acumulării acestor produse în gropile de gunoi, cercetătorii au studiat bacteriile și alte microorganisme folosite la nivel mondial pentru descompunerea deșeurilor. Au analizat apoi enzimele specifice utilizate de aceste organisme pentru a degrada materialele plastice. O enzimă numită CCPUR1, provenită de la bacteria Chelatococcus composti, identificată în probe de compost din Danemarca, s-a remarcat prin capacitatea sa de a degrada poliuretanul.
„Avantajul real al utilizării enzimelor pentru reciclare este că acționează în condiții blânde, la temperaturi și presiuni mai scăzute decât cele folosite în prezent în majoritatea tehnologiilor de reciclare”, a declarat Rosie Graham, de la Universitatea Aarhus din Danemarca, coautoare principală a studiului.
Când o enzimă degradează un substrat precum poliuretanul, aceasta se atașează mai întâi de substrat, similar modului în care două piese de puzzle se îmbină. Cercetătorii au testat CCPUR1 pentru a vedea dacă pot crea piese care se potrivesc și mai bine, pentru a descompune plasticul mai eficient.
Echipa a folosit simulări computerizate complexe pentru a explora modul în care enzima interacționează cu materiale asemănătoare plasticului, apoi a utilizat o serie de instrumente biochimice pentru a modifica structura enzimei. Cercetătorii au editat codul ADN al bacteriei C. composti, înlocuind câțiva aminoacizi cheie care compun enzima CCPUR1.
„Ce ar fi dacă am încerca să înlocuim aminoacizi specifici cu alții mai mari, care ar putea umple mai bine spațiul gol dintre enzimă și substrat?”, a explicat Pedro Paiva, de la Universitatea din Porto, Portugalia, coautor principal al studiului.
După numeroase încercări, cercetătorii au obținut un rezultat promițător. Una dintre enzimele modificate a prezentat o capacitate ridicată de degradare a poliuretanului. Echipa a tăiat bucăți din tălpile unui pantof și le-a amestecat cu enzima modificată. După trei zile, aceasta degradase aproximativ 1,4% din poliuretanul din material, transformând deșeul în fragmente mai mici, reutilizabile.
„Cercetarea evidențiază puterea enzimelor”, a afirmat Graham.
Studiul se află încă în fază incipientă, dar rezultatele demonstrează modul în care enzimele ar putea contribui în viitor la reducerea deșeurilor plastice.
„Aceasta este o demonstrație timpurie care arată că putem degrada poliuretanul cu enzime fără a-l prelucra în prealabil”, a declarat Paiva. „Este destul de semnificativ.”
