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Cientistas que ajudaram a ser pioneiros no uso de enzimas para comer plástico deram um próximo passo importante no desenvolvimento de soluções baseadas na natureza para a crise global do plástico.
Eles caracterizaram uma enzima que tem a notável capacidade de ajudar a quebrar o tereftalato (TPA), um dos blocos químicos de construção do plástico polietileno tereftalato (PET), que é usado para fazer garrafas de bebidas descartáveis, roupas e tapetes.
A pesquisa, publicada no The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) , foi co-liderada pelo professor Jen DuBois, da Montana State University, e pelo professor John McGeehan, da Universidade de Portsmouth, que em 2018 liderou a equipe internacional que projetou uma enzima natural que poderia quebrar o plástico PET. As enzimas (PETase e MHETase) quebram o polímero PET nos blocos de construção químicos etilenoglicol (EG) e TPA. Esta nova pesquisa descreve os próximos passos, especificamente para gerenciar TPA.
O professor DuBois disse: “Embora o EG seja um produto químico com muitos usos – faz parte do anticongelante que você coloca em seu carro, por exemplo – o TPA não tem muitos usos fora do PET, nem é algo que a maioria das bactérias possa digerir. No entanto, a equipe de Portsmouth revelou que uma enzima de bactérias que consomem PET reconhece o TPA como uma mão em uma luva. Nosso grupo na MSU então demonstrou que essa enzima, chamada TPADO, quebra o TPA e praticamente apenas o TPA, com incrível eficiência. “
Com mais de 400 milhões de toneladas de resíduos plásticos produzidos a cada ano, a esmagadora maioria dos quais acaba em aterros sanitários, espera-se que este trabalho abra as portas para melhorar enzimas bacterianas, como o TPADO. Isso ajudará a enfrentar o desafio da poluição plástica e desenvolver sistemas biológicos que podem converter resíduos de plástico em produtos valiosos.
O professor McGeehan, que é o diretor do Centro de Inovação Enzimática da Universidade, disse: “Os últimos anos viram avanços incríveis na engenharia de enzimas para decompor o plástico PET em seus blocos de construção. a primeira enzima em uma cascata que pode desconstruir esses blocos de construção em moléculas mais simples, que podem ser utilizadas por bactérias para gerar produtos químicos e materiais sustentáveis, essenciais para fazer produtos valiosos a partir de resíduos plásticos.
“Usando um poderoso raio-X na fonte de luz de diamante, conseguimos gerar uma estrutura 3D detalhada da enzima TPADO, revelando como ela realiza essa reação crucial. Isso fornece aos pesquisadores um plano para a engenharia de versões mais rápidas e eficientes desse complexo enzima.”
O estudo foi realizado como parte do BOTTLE Consortium, uma colaboração internacional entre os EUA e o Reino Unido, que reúne pesquisadores de uma ampla gama de áreas científicas para lidar com a reciclagem e o upcycling de plástico.
Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Universidade de Portsmouth . Nota: O conteúdo pode ser editado para estilo e duração.
Referência:
William M. Kincannon, Michael Zahn, Rita Clare, Jessica Lusty Beech, Ari Romberg, James Larson, Brian Bothner, Gregg T. Beckham, John E. McGeehan, Jennifer L. DuBois. Caracterização bioquímica e estrutural de uma dioxigenase hidroxilante de anel aromático para o catabolismo do ácido tereftálico . Anais da Academia Nacional de Ciências , 2022; 119 (13) DOI: 10.1073/pnas.2121426119
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