El descubrimiento de una nueva enzima es un nuevo paso para vencer los residuos de plástico
Se espera que este trabajo ayude a afrontar el reto de la contaminación por plástico y a convertir los residuos de plástico en productos valiosos
Los científicos que ayudaron a ser pioneros en el uso de enzimas para comer plástico han dado un paso importante en el desarrollo de soluciones basadas en la naturaleza para la crisis mundial de los plásticos.
La enzima TPADO
Rita Clare, Montana State University
Han caracterizado una enzima que tiene la notable capacidad de ayudar a descomponer el tereftalato (TPA), uno de los componentes químicos del plástico de tereftalato de polietileno (PET), que se utiliza para fabricar botellas de bebidas de un solo uso, ropa y alfombras.
La investigación, que se publica en The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), ha sido codirigida por la profesora Jen DuBois, de la Universidad Estatal de Montana, y el profesor John McGeehan, de la Universidad de Portsmouth, que en 2018 dirigió el equipo internacional que diseñó una enzima natural capaz de descomponer el plástico PET. Las enzimas (PETasa y MHETasa) descomponen el polímero PET en los componentes químicos etilenglicol (EG) y TPA. Esta nueva investigación describe los próximos pasos, concretamente para gestionar el TPA.
El profesor DuBois dijo: "Mientras que el EG es un producto químico con muchos usos -forma parte del anticongelante que se pone en el coche, por ejemplo-, el TPA no tiene muchos usos fuera del PET, ni es algo que la mayoría de las bacterias puedan siquiera digerir. Sin embargo, el equipo de Portsmouth reveló que una enzima de las bacterias que consumen PET reconoce el TPA como una mano en un guante. Nuestro grupo de la MSU demostró entonces que esta enzima, llamada TPADO, descompone el TPA y prácticamente sólo el TPA, con una eficacia asombrosa".
Con más de 400 millones de toneladas de residuos plásticos producidos cada año, la inmensa mayoría de los cuales acaban en los vertederos, se espera que este trabajo abra la puerta a mejorar las enzimas bacterianas, como la TPADO. Esto ayudará a afrontar el reto de la contaminación por plástico y a desarrollar sistemas biológicos que puedan convertir los residuos de plástico en productos valiosos.
El profesor McGeehan, director del Centro de Innovación Enzimática de la Universidad, afirmó: "Los últimos años han sido testigos de un increíble desarrollo de las enzimas bacterianas: "En los últimos años se han producido avances increíbles en la ingeniería de enzimas para descomponer el plástico PET en sus componentes. Este trabajo da un paso más y estudia la primera enzima de una cascada que puede descomponer esos componentes en moléculas más simples. Estas moléculas pueden ser utilizadas por las bacterias para generar productos químicos y materiales sostenibles, lo que es esencial para fabricar productos valiosos a partir de los residuos de plástico.
"Gracias a los potentes rayos X de la Diamond Light Source, hemos podido generar una estructura tridimensional detallada de la enzima TPADO, revelando cómo lleva a cabo esta reacción crucial. Esto proporciona a los investigadores un modelo para diseñar versiones más rápidas y eficientes de esta compleja enzima".
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Publicación original
Kincannon WM, Zahn M, Clare R, Lusty Beech J, Romberg A, Larson J, Bothner B, Beckham GT, McGeehan JE, DuBois JL. Biochemical and structural characterization of an aromatic ring-hydroxylating dioxygenase for terephthalic acid catabolism. Proc Natl Acad Sci U S A. 2022 Mar 29;119(13):e2121426119. Epub 2022 Mar 21.
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