Cientistas criam acidentalmente enzima que come plástico

Os cientistas criaram uma enzima mutante que quebra garrafas de bebidas plásticas – totalmente por acidente. O avanço pode ajudar a resolver a crise global da poluição por plásticos, permitindo pela primeira vez a reciclagem completa das garrafas.

Uma descoberta acidental

A nova pesquisa foi estimulada pela descoberta, em 2016, da primeira bactéria que naturalmente evoluiu para comer plástico, em um depósito de lixo no Japão. Os cientistas agora revelaram a estrutura detalhada da enzima crucial produzida por um inseto.

A equipe internacional então ajustou a enzima para ver como ela evoluiu, mas os testes mostraram que inadvertidamente a molécula foi ainda melhor ao quebrar o plástico PET (polietileno tereftalato) usado em garrafas de refrigerante. “O que realmente resultou foi que melhoramos a enzima, o que foi um pouco chocante”, disse o professor John McGeehan, da Universidade de Portsmouth, no Reino Unido, que liderou a pesquisa. “É ótimo e uma descoberta real.”

A enzima mutante leva alguns dias para começar a quebrar o plástico – muito mais rápido do que os séculos que o produto leva nos oceanos. Mas os pesquisadores estão otimistas de que isso pode ser acelerado ainda mais e se tornar um processo viável em grande escala.

“O que esperamos fazer é usar essa enzima para transformar esse plástico de volta em seus componentes originais, para que possamos literalmente reciclá-lo de volta ao plástico”, disse McGeehan. “Isso significa que não precisamos desenterrar mais petróleo e, fundamentalmente, reduzir a quantidade de plástico no ambiente”.

Menos plástico no mundo

Cerca de 1 milhão de garrafas plásticas são vendidas a cada minuto em todo o mundo e, com apenas 14% recicladas, muitas acabam nos oceanos, onde contaminaram até mesmo as partes mais remotas, prejudicando a vida marinha e potencialmente pessoas que comem frutos do mar. “É incrivelmente resistente à degradação. Algumas dessas imagens são horríveis ”, disse McGeehan. “É um desses materiais maravilhosos que foram feitos um pouquinho bem demais”.

No entanto, atualmente, mesmo aquelas garrafas que são recicladas só podem ser transformadas em fibras opacas para roupas ou tapetes. A nova enzima indica uma maneira de reciclar garrafas plásticas claras de volta em garrafas plásticas transparentes, o que poderia reduzir a necessidade de produzir novos plásticos.

“Você está sempre contra o fato de que o petróleo é barato, então o PET virgem é barato”, disse McGeehan. “É tão fácil para os fabricantes gerar mais dessas coisas, ao invés de tentar reciclar. Mas acredito que há um condutor público aqui: a percepção está mudando tanto que as empresas estão começando a ver como podem reciclar isso adequadamente ”.

A nova pesquisa, publicada na revista Proceedings of National Academy of Sciences, começou determinando a estrutura precisa da enzima produzida pelo inseto japonês. A equipe usou o Diamond Light Source, perto de Oxford, Reino Unido, um raio intenso de raios-X que é 10 bilhões de vezes mais brilhante que o sol e pode revelar átomos individuais.

A estrutura da enzima parecia muito semelhante a uma desenvolvida por muitas bactérias para quebrar a cutina, um polímero natural usado como revestimento protetor pelas plantas. Mas quando a equipe manipulou a enzima para explorar essa conexão, eles acidentalmente melhoraram sua capacidade de comer PET.

“É uma melhora modesta – 20% melhor – mas esse não é o ponto”, disse McGeehan. “É incrível porque nos diz que a enzima ainda não está otimizada. Isso nos dá espaço para usar toda a tecnologia usada no desenvolvimento de outras enzimas por anos e anos e fazer uma enzima super-rápida ”.

O poder das enzimas industriais

As enzimas industriais são amplamente usadas, por exemplo, na lavagem de pós e na produção de biocombustíveis. Elas foram feitas para trabalhar até 1.000 vezes mais rápido em poucos anos, o mesmo período de tempo que McGeehan prevê para a enzima que come plástico.

Uma possível melhoria sendo explorada é transplantar a enzima mutante em uma “bactéria extremófila” que pode sobreviver a temperaturas acima de 70C, altura em que o PET muda de um estado vítreo para um estado viscoso, fazendo com que ele se degrade de 10 à 100 vezes mais rápido.

Trabalhos anteriores mostraram que alguns fungos podem quebrar o plástico PET, que representa cerca de 20% da produção global de plástico. Mas as bactérias são muito mais fáceis de aproveitar para usos industriais.

Outros tipos de plástico poderiam ser decompostos por bactérias que atualmente evoluem no ambiente, disse McGeehan: “As pessoas agora estão procurando vigorosamente por elas”. O PET afunda na água do mar, mas alguns cientistas supuseram que insetos devoradores de plástico poderiam um dia ser pulverizados na água.

“Eu acho que [a nova pesquisa] é um trabalho muito empolgante, mostrando que há um forte potencial para usar tecnologia de enzimas para ajudar com o crescente problema de resíduos da sociedade”, disse Oliver Jones, químico da RMIT University em Melbourne, Austrália, e não faz parte do grupo. time de pesquisa.

“As enzimas são não-tóxicas, biodegradáveis ??e podem ser produzidas em grandes quantidades por microorganismos”, disse ele. “Ainda há um caminho a percorrer antes de se poder reciclar grandes quantidades de plástico com enzimas, e talvez seja preferível reduzir a quantidade de plástico produzido em primeiro lugar. [Mas] isso é certamente um passo em direção positiva ”.