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Amélioration du «cocktail» enzymatique qui mange des déchets plastiques – Actualités et revue des docteurs en naturopathie

Node Smith, ND

Les scientifiques qui ont repensé l'enzyme mangeuse de plastique PETase ont maintenant créé un «cocktail» d'enzymes qui peut digérer le plastique jusqu'à six fois plus rapidement.

Une deuxième enzyme, trouvée dans la même bactérie résidant dans les ordures qui vit avec un régime de bouteilles en plastique, a été combinée avec la PETase pour accélérer la dégradation du plastique.

La PETase décompose le polyéthylène téréphtalate (PET) en ses éléments constitutifs, créant ainsi une opportunité de recycler le plastique à l'infini et de réduire la pollution plastique et les gaz à effet de serre à l'origine du changement climatique.

Le PET est le thermoplastique le plus courant, utilisé pour fabriquer des bouteilles de boissons à usage unique, des vêtements et des tapis et il faut des centaines d'années pour se décomposer dans l'environnement, mais PETase peut raccourcir ce temps à plusieurs jours.

Une première découverte ouvre la perspective d'une révolution dans le recyclage du plastique

La découverte initiale a ouvert la perspective d'une révolution dans le recyclage du plastique, créant une solution potentielle à faible consommation d'énergie pour lutter contre les déchets plastiques. L'équipe a conçu l'enzyme PETase naturelle en laboratoire pour qu'elle décompose le PET environ 20% plus rapidement.

Maintenant, la même équipe transatlantique a combiné la PETase et son «  partenaire '', une deuxième enzyme appelée MHETase, pour générer des améliorations beaucoup plus importantes: le simple fait de mélanger la PETase avec la MHETase a doublé la vitesse de dégradation du PET, et la conception d'une connexion entre les deux enzymes pour créer une «super-enzyme», multiplié par trois cette activité.

L'étude est publiée dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences.

L'équipe était codirigée par les scientifiques qui ont conçu la PETase, le professeur John McGeehan, directeur du Center for Enzyme Innovation (CEI) de l'Université de Portsmouth, et le Dr Gregg Beckham, chercheur principal au National Renewable Energy Laboratory (NREL). aux Etats-Unis.

Le professeur McGeehan a déclaré: «Gregg et moi discutions de la façon dont la PETase attaque la surface des plastiques et la MHETase coupe encore plus les choses, il semblait donc naturel de voir si nous pouvions les utiliser ensemble, imitant ce qui se passe dans la nature.

«Nos premières expériences ont montré qu'ils fonctionnaient bien mieux ensemble, nous avons donc décidé d'essayer de les relier physiquement, comme deux Pac-men reliés par un bout de ficelle.

«Il a fallu beaucoup de travail des deux côtés de l'Atlantique, mais cela en valait la peine – nous avons été ravis de voir que notre nouvelle enzyme chimérique est jusqu'à trois fois plus rapide que les enzymes séparées naturellement évoluées, ouvrant de nouvelles voies pour aller plus loin. améliorations. »

La découverte originale de l'enzyme PETase a annoncé le premier espoir qu'une solution au problème mondial de la pollution plastique pourrait être à portée de main, bien que la PETase seule ne soit pas encore assez rapide pour rendre le processus commercialement viable pour gérer les tonnes de bouteilles en PET jetées qui jonchent la planète.

En l'associant à une deuxième enzyme et en trouvant ensemble qu'ils fonctionnent encore plus rapidement, un autre bond en avant a été fait pour trouver une solution aux déchets plastiques.

PETase et la nouvelle combinaison MHETase-PETase

La PETase et la nouvelle combinaison MHETase-PETase agissent toutes deux en digérant le plastique PET, le ramenant à ses éléments de base d'origine. Cela permet aux plastiques d'être fabriqués et réutilisés à l'infini, ce qui réduit notre dépendance aux ressources fossiles telles que le pétrole et le gaz.

Le professeur McGeehan a utilisé la Diamond Light Source, dans l'Oxfordshire, un synchrotron qui utilise des faisceaux de rayons X intenses 10 milliards de fois plus lumineux que le Soleil pour agir comme un microscope suffisamment puissant pour voir les atomes individuels. Cela a permis à l'équipe de résoudre la structure 3D de l'enzyme MHETase, en leur donnant les plans moléculaires pour commencer à concevoir un système enzymatique plus rapide.

La nouvelle recherche a combiné des approches structurelles, informatiques, biochimiques et bio-informatiques pour révéler des informations moléculaires sur sa structure et son fonctionnement. L'étude était un énorme effort d'équipe impliquant des scientifiques à tous les niveaux de leur carrière.

L'une des auteurs les plus jeunes, Rosie Graham, étudiante au doctorat conjointe Portsmouth CEI-NREL, a déclaré: «Ma partie préférée de la recherche est de savoir comment les idées commencent, que ce soit autour d'un café, sur un trajet en train ou en passant dans les couloirs de l'université. vraiment être à tout moment.

"C'est une très belle opportunité d'apprendre et de grandir dans le cadre de cette collaboration entre le Royaume-Uni et les États-Unis et plus encore de contribuer à un autre élément de l'histoire sur l'utilisation d'enzymes pour lutter contre certains de nos plastiques les plus polluants."

Le Center for Enzyme Innovation prend des enzymes de l'environnement naturel et, en utilisant la biologie synthétique, les adapte pour créer de nouvelles enzymes pour l'industrie.

1. Brandon C. Knott, Erika Erickson, Mark D. Allen, Japheth E. Gado, Rosie Graham, Fiona L. Kearns, Isabel Pardo, Ece Topuzlu, Jared J. Anderson, Harry P. Austin, Graham Dominick, Christopher W. Johnson, Nicholas A. Rorrer, Caralyn J. Szostkiewicz, Valérie Copié, Christina M. Payne, H. Lee Woodcock, Bryon S. Donohoe, Gregg T. Beckham, John E. McGeehan. Caractérisation et ingénierie d'un système à deux enzymes pour la dépolymérisation des plastiques. Actes de l'Académie nationale des sciences, 2020; 202006753 DOI: 10.1073 / pnas.2006753117


Node Smith, ND, est médecin naturopathe à Humboldt, Saskatchewan et rédacteur en chef adjoint et directeur de la formation continue pour NDNR. Sa mission est de servir des relations qui soutiennent le processus de transformation et qui mènent finalement à des personnes, des entreprises et des collectivités en meilleure santé. Ses principaux outils thérapeutiques comprennent le conseil, l'homéopathie, l'alimentation et l'utilisation d'eau froide combinée à l'exercice. Node considère que la santé est le reflet des relations qu'une personne ou une entreprise entretient avec elle-même, avec Dieu et avec son entourage. Afin de guérir la maladie et de guérir, ces relations doivent être spécifiquement prises en compte. Node a travaillé en étroite collaboration avec de nombreux groupes et organisations au sein de la profession naturopathique et a aidé à fonder l'association à but non lucratif, Association for Naturopathic Revitalization (ANR), qui travaille à promouvoir et à faciliter l'éducation expérientielle au vitalisme.

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