PETase: L’ENZIMA MUTANTE CHE MANGIA LA PLASTICA

PETase: L’ENZIMA MUTANTE CHE MANGIA LA PLASTICA

2019-05-20T11:06:55+00:00 20 Maggio 2019|

Il Polietilentereftalato, meglio conosciuto come PET, fu brevettato in Inghilterra nel 1941 come polimero per fibre tessili sintetiche e venne utilizzato solo successivamente come resina per la fabbricazione di contenitori per alimenti. Negli anni, il polietilentereftalato ha assunto importanza rilevante in vari settori ed applicazioni tecnologiche, al punto da considerarlo oggi una commodity. Nell’ultimo decennio, infatti i volumi del mercato europeo di PET sono quintuplicati passando da 300 a 1500 ton/anno, come risulta dal PET Container Recycling Europe. A livello globale, la domanda si concentra per la maggior parte in Cina con una percentuale del 55%.

Il PET è il packaging d’eccellenza per molti prodotti, proprio per le sue proprietà fisiche e meccaniche come la trasparenza, l’effetto barriera nei confronti dell’anidride carbonica e la leggerezza. Grazie alle sue proprietà e caratteristiche, il poli (etilene tereftalato) (PET) è ampiamente usato in tutto il mondo nei prodotti in plastica. Il suo accumulo nell’ambiente però, è diventato una preoccupazione globale che ha generato un interesse a livello mondiale in merito al suo possibile riciclaggio.

Ad oggi, la tecnica maggiormente utilizzata per il riciclaggio è quella chimica, dove la depolimerizzazione della polvere prodotta, riporta il polietilene tereftalato alla materia grezza iniziale.  Nel 2016 però, il Kyoto Institute of Technology ha dimostrato che alcuni batteri, isolati dall’esterno di un impianto di riciclaggio delle bottiglie, possono abbattere e metabolizzare la plastica. Nel dettaglio, lo studio di Yoshida et al. ha dimostrato come la biodegradazione della plastica da parte di batteri specializzati potrebbe essere una valida strategia di biorisanamento. La nuova specie batterica, Ideonella sakaiensis, distrugge la plastica utilizzando due enzimi per idrolizzare il PET, ottenendo alla fine blocchi elementari per la crescita. Quello che è stato eseguito durante questo studio è un vero e proprio screening delle comunità microbiche naturali esposte al PET nell’ambiente, isolando un nuovo batterio Ideonella sakaiensis 201-F6, appartenente alla stessa specie, in grado di utilizzare il PET come fonte principale di energia e di carbonio.

Ad oggi, gli scienziati dell’Università di Portsmouth nel Regno Unito e del Laboratorio Nazionale delle Energie Rinnovabili del Dipartimento di Energia degli Stati Uniti (NREL), hanno esaminato la struttura dell’ enzima naturale, Ideonella sakaiensis. Il nuovo enzima sintetico PETase, ottenuto aggiungendo alcuni aminoacidi, è in grado di invertire il processo di produzione riducendo i poliesteri ai loro blocchi di costruzione così da poter essere riutilizzato. Inoltre, è importante sottolineare che il nuovo enzima PETase risulta essere molto più efficiente e rapido di quello naturale perché in grado di scomporre il PET in pochi giorni. Bastano infatti solo 96 ore ed è possibile vedere chiaramente il processo di degradazione attraverso la microscopia elettronica.

Tale scoperta ha suscitato fascino e stupore, come è chiaro dalle parole dei ricercatori dell’Università di Portsmouth nel Regno Unito e del Biologo NREL Bryon Donohoe, che attraverso i test effettuati, è stato in grado di riprodurre in tempo reale quello che accade negli oceani e nelle discariche.

Grazie a questa scoperta, definita in termini inglese” serendipity” ovvero casuale, sembra essere stato scoperto il modo per trasformare una bottiglia di plastica una volta riciclata, in una nuova bottiglia di plastica.

 

Fonti:

A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate). Shosuke Yoshida, Kazumi Hiraga, Toshihiko Takehana, Ikuo Taniguchi, Hironao Yamaji, Yasuhito Maeda, Kiyotsuna Toyohara, Kenji Miyamoto, Yoshiharu Kimura, Kohei Oda- 2016 Vol. 351, Issue 6278, pp. 1196-1199

Recycling hope for plastic-hungry enzyme. BBC news Science & Environment

 

Autore:

Biologa specializzata in Scienze molecolari, cellulari e fisiopatologiche