Um grupo de investigadores do Manchester Institute of Biotechnology (MIB – Reino Unido) desenvolveu uma nova enzima para degradar o plástico PET, a HotPETase, assim como uma nova plataforma de melhoria da capacidade de reciclagem das enzimas.
Segundo explica o instituto, a reciclagem enzimática de plástico tem emergido nos últimos anos como uma estratégia atrativa e amiga do ambiente para combater o problema dos resíduos plásticos. No entanto, a tecnologia enfrenta desafios como o facto de as enzimas naturais que possuem a capacidade de degradar o plástico serem menos eficazes e instáveis sob condições necessárias para escalar o processo para a indústria.
Para combater as limitações, a equipa do MIB desenvolveu uma plataforma de engenharia enzimática que pode melhorar rapidamente as propriedades das enzimas degradantes de plástico para ajudar a torná-las mais adequadas para reciclagem de plástico em larga escala. A sua plataforma integrada e automatizada pode avaliar com sucesso a capacidade de degradação do plástico de cerca de mil variantes enzimáticas por dia.
“Esperamos que, no futuro, a nossa plataforma escalável nos permita desenvolver rapidamente novas enzimas específicas e adequadas para uso em processos de reciclagem de plástico em larga escala”, nota a líder do projeto, Elizabeth Bell.
Para testar a sua plataforma, desenvolveram uma nova enzima, a HotPETase, através da evolução direcionada da IsPETase. A IsPETase é uma enzima recentemente descoberta produzida pela bactéria Ideonella sakaiensis, que pode usar o PET como fonte de carbono e energia.
Enquanto a IsPETase tem a capacidade natural de degradar algumas formas semi-cristalinas de PET, a enzima é instável a temperaturas acima de 40°C, muito abaixo das condições de processo desejáveis. “Esta estabilidade baixa significa que as reações devem ser executadas a temperaturas inferiores à temperatura de transição vítrea de PET (~65°C), o que leva a baixas taxas de despolimerização”, nota o instituto.
Para fazer face a esta limitação, a equipa desenvolveu uma enzima termostável, a HotPETase, que está ativa a 70°C, acima da temperatura de transição vítrea. Esta enzima pode quebrar o PET mais rapidamente do que as enzimas anteriormente reportadas e pode desconstruir seletivamente o componente PET de um material de embalagem laminado, destacando a seletividade que pode ser alcançada através da reciclagem enzimática.
“O desenvolvimento da HotPETase ilustra bem as capacidades da nossa plataforma de engenharia enzimática. Estamos agora entusiasmados por trabalhar com engenheiros de processos e cientistas de polímeros para testar a nossa enzima em aplicações do mundo real. Futuramente, esperamos que a nossa plataforma se revele útil para o desenvolvimento de enzimas mais eficientes, estáveis e seletivas para a reciclagem de uma vasta gama de materiais plásticos”, conclui o investigador Anthony Green.
