Page 1

PLAST/ПЛАСТ ИССЛЕДОВАНИЯ

Смертельный друг

Ученые открыли фермент полиэстераза, в пищевую цепочку которого входит ПЭТ Петр Степаненко

З

апатентованный в 1940-х годах, ПЭТ не существовал в природе в течение очень долгого времени. Изобретение высокопрочного полимера оказало положительное влияние на качество жизни человечества, но именно эта прочность стала причиной и частью одной из самых страшных экологических проблем, с которой столкнулась экосистема планеты. Структура ПЭТ слишком кристаллична, чтобы полимер мог легко разлагаться, и хотя ПЭТ может быть переработан, большая часть изделий из него оказывается на свалке. В частности, потому, что переработанный ПЭТ обладает более низкими потребительскими свойствами, нежели новый материал, при этом обходится дороже. Если говорить об аналоге ПЭТ, выпущенном из возобновляемого сырья, то полимеры ПЭФ, хотя и считаются биоразлагаемыми, в действительности 42

не подвергаются биологическому раз- была обнаружена бактерия Ideonella ложению и так же, как и синтетический sakaiensis 201-F6, которая культивирупрототип, попадают в качестве отходов ется в среде отходов ПЭТ и приводит к деградации ПЭТ-отходов. на свалки и в мировой океан. К сожалению, найденный организм, Мусорные острова который исследователи назвали полиэстеразой, не работает достаточно быЕжегодно в океаны попадает 8 млн т стро, чтобы решить проблему перепластмассовых отходов, включая ПЭТ- работки пластмасс в промышленных бутылки, что приводит к образованию масштабах. огромных искусственных островов. По Начались эксперименты. оценкам экспертов, к 2050 году в океа- Старший научный сотрудник NREL не будет столько же отходов пластика, Брюон Донохое и доктор наук Ник Рорсколько рыбы. рер провели исследование полиэстеразы, Поэтому столь интенсивно во всем взяв в качестве образца бутылки в офимире ведутся поиски биоты, которая се Бекхэма. «Всего через 96 часов с помогла бы разрушить пластик бутылок и мощью электронной микроскопии было не только. установлено, что применение полиэстеразы приводит к деградации ПЭТФ», — Находка сообщил Донохоуи с удовлетворением. Исследователи направили усилия на Примерно год назад в грунте около япон- создание фермента, работающего в сто ского завода по переработке ПЭТ-бутылок или в тысячу раз лучше. Апрель 2018  The Chemical Journal


ИССЛЕДОВАНИЯ PLAST/ПЛАСТ

  В 2017 году в грунте около японского завода по переработке ПЭТ-бутылок была обнаружена бактерия Ideonella sakaiensis 201-F6, которая культивируется в среде отходов ПЭТ и приводит к деградации ПЭТ-отходов.

The Chemical Journal  Апрель 2018

  Полное разложение ПЭТ в результате ферментации полиэстеразой происходит на 80 день.   По оценкам экспертов, к 2050 году в океане будет столько же отходов пластика, сколько рыбы.

43


PLAST/ПЛАСТ ИССЛЕДОВАНИЯ

 Полиэтиленфурандикарбоксилат (ПЭФ), хотя и считается биоразлагаемым, в действительности не подвергается биологическому разложению и так же, как и синтетический прототип, попадает в качестве отходов на свалки и в мировой океан.   Хотя ПЭТ может быть переработан, большая часть изделий из него оказывается на свалке — в частности, потому, что переработанный ПЭТ обладает более низкими потребительскими свойствами, нежели новый материал, при этом обходится дороже.

44

Апрель 2018  The Chemical Journal


ИССЛЕДОВАНИЯ PLAST/ПЛАСТ

Прорыв Наконец, весной 2018 года произошел первый прорыв. Итогом работы стала статья «Характеристика и конструирование ароматической полиэстеразы, разлагающей пластмассу», которая увидела свет в апреле 2018 года в сборнике материалов Национальной академии наук США. Работа, о которой сообщается в издании, стала возможной благодаря финансированию со стороны Портсмутского университета, а также Совета по биотехнологии и биологическим исследованиям при Национальном центре научных исследований Великобритании. Авторы из исследовательской группы Грегг Бекхэм, Джон МакГихан из Портсмутского университета и Ли Вудкок из Университета Южной Флориды сообщили, что ими была зафиксирована метаморфоза в ферменте полиэстеразы, благодаря которой ферментация и разложение отходов ПЭТ стали происходить быстрее, но все же не так быстро, как хотелось бы промышленным заказчикам. Несмотря на незначительный прогресс, сделанное открытие позволяет The Chemical Journal  Апрель 2018

предположить, что существует воз- в Университете Южной Флориды и Униможность улучшения, направленной верситете Кампинаса в Бразилии, покамодификации полученных фермен- зали, что полиэстераза имеет «огранку» с тов, и это приближает ученых к реше- открытым активным участком. Дальнейшие усилия группы были нанию проблемы постоянно растущего количества непеработанного пласти- правлены на то, чтобы добиться мутака, на биоразложение которого уходят ции именно в активном участке. И эти усилия принесли ожидаемый результат. века. Дальнейшие работы будут направлены Принудительная эволюция на развитие достигнутого успеха. NREL (Национальная лаборатория ПЭФ вместо ПЭТ по исследованиям и разработкам в области возобновляемых источни- Исследование показало также, что поков энергии и энергоэффективности лиэстераза более эффективно разруМинистерства энергетики США) и шает полиэтиленфурандикарбоксилат, Портсмутский университет в тесном или ПЭФ, заменитель ПЭТ-пластика, сотрудничестве с исследовательской полученный из возобновляемого сырья. Улучшенные барьерные свойства группой Diamond Light Source в Великобритании с помощью большого ПЭФ могут стимулировать его широсинхротрона, использующего рент- кое применение при производстве бугеновские лучи в 10 миллиардов раз тылок, которые все равно в конечном ярче солнца и работающего как ми- итоге попадают в окружающую среду, кроскоп, сгенерирова ли трех мер- участвуя в проблеме загрязнения. И применение полиэстеразы в случае ную модель фермента полиэстеразы в сверхвысоком разрешении, с беспре- распространения заменителя ПЭТ может стать экономически эффективным цедентной детализацией. Затем разработчики, занимающие- способом борьбы с пластиковыми зася компьютерным моделированием грязнениями. 45

Profile for Anton  Berezovskiy

science_tcj-2018_04-10  

science_tcj-2018_04-10  

Advertisement