Nedostatak znanja o molekularnim mehanizmima koji omogućavaju biokatalizu je prepreka razvoju biotehnoloških procesa koji omogućavaju reciklažu plastike. Istraživački projekat koji je vodio tim sa Universitat Jaume I omogućio je razgradnju široko korišćene PET plastike pomoću prirodnog enzima, CALB, modifikacijom pH medijuma. Ovo otvara novi način za recikliranje PET-a, koji je prisutan, na primer, u kontejnerima, bocama ili tekstilu svih vrsta, i stvara bezopasna jedinjenja koja su korisna u kasnijim procesima sinteze.
Rezultate je u časopisu Nature Communications objavio tim za računarsku biohemiju sa Instituta za napredne materijale (INAM) UJI koji su predvodili Vicent Moliner i Katarzina Sviderek, u saradnji sa grupom iz Centra za kooperativna istraživanja biomaterijala (CIC biomaGUNE). ) iz Baskije, koju vodi Fernando Lopez Galjego, i još jedan sa Univerziteta Baskije, koji vodi Haric Sardon. Ove poslednje dve grupe izvele su eksperimentalni deo projekta.
Moliner objašnjava: „Kako sintetički polimeri istorijski nisu postojali, evolucija nije imala vremena da razvije enzime koji bi mogli da razgrađuju ove materijale. Plastika ima veoma interesantna svojstva, što dovodi do njihove široke upotrebe u različitim primenama. Međutim, upravo jedno od ovih svojstava (njihova trajnost) dovodi do problema njihove reciklaže.
„Istraživači se pitaju kako da ih recikliraju efikasno i bez stvaranja ekoloških problema. S tim u vezi, jedan od ciljeva naše grupe u INAM-u je da dizajnira enzime koji bi mogli da razgrađuju plastiku. Kao hemičari računarstva, predviđanja smo napravili na osnovu teorijskih simulacija. a naše kolege iz Baskije su izvele eksperimentalnu demonstraciju“, kaže Moliner.
Studija je zasnovana na prirodnom enzimu (CALB) koji je, prema Molineru, „za razliku od većine enzima sposoban da katalizira više od jedne reakcije; veoma je promiskuitetan. Tako smo otkrili da ne samo da možemo koristiti ovaj enzim za degradira PET, ali modifikacijom pH medijuma, struktura enzima je varirala i uspeli smo da dođemo do dve vrste proizvoda koje je teško dobiti tradicionalnim metodama sinteze, a koje su korisne za dobijanje drugih.“
Istraživač INAM-a naglašava da smo na ovaj način „otkrili veoma jednostavan mehanizam koji nam omogućava da razgradimo sintetički polimer u vodenom rastvoru i na niskoj temperaturi, pored kontrole krajnjih proizvoda reakcije jednostavnom modulacijom pH.
Sledeći korak, Moliner ukazuje, je „da se nastavi dublje u studiju kako bi se poboljšala brzina reakcije redizajniranjem enzima“. Još jedna linija koju trenutno istražuju je napredak u degradaciji druge plastike kao što su poliuretani, drugi tip sintetičkog polimera koji se danas široko koristi – tačka na kojoj INAM grupa za računarsku biohemiju radi sa drugim istraživačkim grupama u Švedskoj i Danskoj.
