Investigadors de l’ICM-CSIC revelen les claus del procés que permet de degradar plàstics d’un sol ús

Investigadors de l’Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) i la Universitat de Leipzig (Alemanya) han revelat les claus del procés que permet de degradar els plàstics d’un sol ús a partir d’enzims bacterians. La recerca ha permès de veure la imatge en moviment del sistema de descomposició del PET, un dels plàstics més resistents i usats del món, i aportar noves dades per crear nous enzims capaços de fer que aquests materials adoptin una forma soluble. Segons els responsables de l’estudi, entendre com interactua el PET amb els enzims, és imprescindible per avançar en la millora del reciclatge d’aquests materials. Alhora contribuirà a mitigar els efectes de la contaminació a l’oceà.

La rigidesa, transparència i duresa del PET (tereftalat de polietilè) el converteixen en un dels plàstics més valuosos per a la fabricació d’ampolles, tota mena d’envasos i altres productes d’un sol ús. Tot i això, aquestes característiques el fan molt persistent en el medi ambient, fins al punt que una ampolla de plàstic PET pot trigar diversos centenars d’anys a degradar-se a l’oceà. A escala molecular, el PET, igual que la resta de plàstics, té una estructura formada per desenes de milers de repeticions de petites subunitats anomenades monòmers. Fa uns anys, es va descobrir que existeix un tipus d’enzims bacterians que són capaços de degradar el PET i recuperar els monòmers originals.

Ara, aquest estudi encapçalat per l’Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) i la Universitat de Leipzig (Alemanya) ha desvelat els detalls del procés de degradació del PET per part d’aquests enzims. “Els resultats del nostre treball poden ser molt útils per a la indústria, ja que és la primera vegada que veiem la imatge en moviment del procés de degradació del PET”, ha explicat Francesco Colizzi, un dels autors principals de l’estudi.

Sobre això, ha valorat que la recerca aporta “les claus per al disseny de nous enzims capaços de descompondre el plàstic en els seus components solubles originals de manera eficient”.

Experiments i simulacions 3D

Per descobrir el mecanisme de degradació del PET, les autores i autors del treball, publicat recentment a la revista ‘ACS Catalysis’, van dissenyar un sistema que estabilitzava els intermediaris de la reacció enzimàtica i en permetia la detecció en temps real. Tot seguit, fent servir superordinadors, van poder interpretar les dades i generar un model molecular 3D. Fins ara, es pensava que calia que una gran part del PET s’unís a l’enzim per descompondre el polímer plàstic en els seus components originals. En canvi, aquest treball demostra que la interacció de només dues subunitats de PET és suficient perquè l’enzim talli el polímer.

“Entendre com interactua el PET amb l’enzim és important per guiar el disseny de nous sistemes de reciclatge”, conclou Colizzi. Les investigadores i investigadors de l’ICM-CSIC, amb el suport de l’Agència Espanyola de Recerca (AEI), continuen aprofundint a l’estudi la degradació del PET a través d’enzims de bacteris marins. L’objectiu d’aquesta línia de recerca és orientar el disseny de variants enzimàtiques altament eficients per a aplicacions biotecnològiques que, en darrer terme, donin valor als residus plàstics.

Això es fa en col·laboració amb un equip interdisciplinari ja establert a l’ICM-CSIC i permetrà, en última instància, entendre i mitigar la contaminació per plàstic a l’oceà.