Изменение в структуре фермента, расщепляющего пластик, сделало его более эффективным утилизатором - Гранит науки - 2018-04-27

Прорыв в прикладной энзимологии произвели ученые американской Национальной лаборатории по изучению возобновляемой энергии (National Renewable Energy Laboratory) и их британские коллеги из Портсмутского университета (University of Portsmouth). Модифицированный ими фермент расщепляет полиэтилентерефталат (PET), из которого делают вездесущие пластиковые бутылки. Работая над выяснением кристаллической структуры недавно открытого фермента из класса гидролаз, придающего бактерии Ideonella sakaiensis некоторую способность к росту на пластике, ученые внесли генетическую мутацию, которая изменила две аминокислоты, входящие в активный центр этого фермента. Мутантный фермент оказался эффективнее на 20%, и это неожиданное открытие приближает человечество к решению проблемы загрязнения окружающей среды пластиковыми отходами, природная биодеградация которых требует столетий. Статья, в которой описано получение нового фермента, опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences. Авторы пытаются понять, как могла возникнуть ферментная утилизация полиэтилентерефталата, если бактерия, производящая сам фермент, всегда использовала природные субстраты. Актуальность работы иллюстрируют новостные сообщения о ежегодно попадающем в океаны количестве пластиковых отходов, в том числе полиэтилентерефталатных бутылок. По последним данным, оно достигло восьми миллионов метрических тонн. Это целый рукотворный остров из мусора. Эксперты подсчитали, что к 2050 году количество пластиковых отходов в океане по массе сравняется с обитающей в нем рыбой, и это представляет серьезную угрозу для дикой природы, особенно морской флоры и фауны. Бактерия Ideonella sakaiensis (штамм 201-F6), поддерживающая свое существование за счет пластика, была открыта чуть больше года назад в Японии на станции переработки пластиковых бутылок. Но растет она медленно и решить проблему утилизации отходов в промышленных масштабах не может. Мутантный фермент работает несколько быстрее, чем исходная гидролаза полиэтилентерефталата, но еще более важной его особенностью является способность разлагать другой тип пластика: полиэтиленфурандикарбоксилат, в котором он, по словам ученых, «буквально проделывает дырки». Нынешнее открытие открывает перспективу решения глобальной проблемы пластиковых отходов методами генной инженерии, которые могут усовершенствовать фермент, уже способный разлагать полимерные загрязняющие соединения. Полученные результаты ясно указывают на значительный потенциал мутантной гидролазы – активности этого фермента есть куда повышаться, считают авторы. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».