Descubren una enzima que se come el plástico

La enzima, creada accidentalmente, podría ayudar a resolver la crisis mundial de contaminación por plástico.

Una solución potencial a uno de los mayores problemas ambientales del mundo: el plástico. Un equipo de científicos dirigidos por la Universidad de Portsmouth y el Laboratorio Nacional de Energía Renovable del Departamento de Energía de EE. UU. ha diseñado una enzima que puede digerir algunos de nuestros plásticos más contaminantes.

El descubrimiento, publicado en la revista PNAS, podría dar alzarse como un curioso pero fantástico remedio de reciclaje para millones de toneladas de botellas de plástico, hechas de tereftalato de polietileno, o PET, que actualmente persiste durante cientos de años en el medioambiente.

Los expertos estudiaron la estructura cristalina de PET, una enzima recientemente descubierta que digiere PET, y utilizaron esta información 3D para comprender cómo funciona. Durante este estudio, diseñaron inadvertidamente una enzima que es aún mejor para degradar el plástico que la que se desarrolló en la naturaleza, la enzima producida por la bacteria Ideonella sakaiensis.

Los investigadores están trabajando ahora en la mejora de la enzima para permitir su uso industrial para descomponer los plásticos en poco tiempo.

"Pocos podrían haber predicho que, dado que los plásticos se hicieron populares en la década de 1960, se acabarían encontrando enormes parches de plástico flotando en los océanos o almacenándose en playas de todo el mundo que una vez fueron prístinas", explica John McGeehan, coautor del trabajo.

"Todos podemos jugar un papel importante en el tratamiento del problema del plástico, pero la comunidad científica que finalmente creó estos 'materiales maravillosos' ahora debe usar toda la tecnología a su disposición para desarrollar soluciones reales".

Los investigadores lograron este avance cuando estaban examinando la estructura de una enzima natural que se cree que se desarrolló en un centro de reciclaje de desechos en Japón, permitiendo que una bacteria degradase el plástico como fuente de alimento.

El objetivo era determinar su estructura, pero terminaron yendo un paso más allá y diseñaron accidentalmente una enzima que era incluso mejor para descomponer los plásticos de PET.

"La casualidad a menudo juega un papel importante en la investigación científica fundamental y nuestro descubrimiento aquí no es una excepción", comentó McGeehan.

El equipo de investigación pretende aplicar las herramientas de la ingeniería de proteínas y la evolución para continuar mejorando esta enzima.

Curiosamente, la enzima también puede degradar el polietileno furandicarboxilato, o PEF, un sustituto de base biológica para plásticos PET que se presenta como un reemplazo para las botellas de cerveza de vidrio.

"El proceso de ingeniería es muy similar al de las enzimas que se utilizan actualmente en detergentes para biolavado y en la fabricación de biocombustibles; la tecnología existe y está dentro de lo posible que en los próximos años veamos una viabilidad industrial en el proceso para convertir PET y potencialmente otros sustratos como PEF, PLA y PBS en sus bloques de construcción originales para que puedan ser reciclados de forma sostenible ", dice McGeehan.

Está claro que estamos solo ante el comienzo de esta investigación y hay mucho por hacer en este campo. Estaremos todos atentos a las soluciones para abordar uno de los mayores problemas a los que se enfrenta nuestro planeta.

Referencia: Harry P. Austin el al., "Characterization and engineering of a plastic-degrading aromatic polyesterase," PNAS (2018). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1718804115

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