Os investigadores identificaram e desenvolveram uma enzima que pode digerir e consumir alguns dos nossos poluentes mais comuns. plásticos proporcionando uma esperança para a reciclagem e o combate poluição
Poluente plásticos é o maior desafio ambiental mundial na forma de plástico poluição e a solução ideal para este problema ainda permanece indefinida. Maioria plásticos são feitos de petróleo ou gás natural, que são recursos não renováveis que são extraídos e processados usando técnicas de uso intensivo de energia. Assim, o seu fabrico e produção em si é muito destrutivo para ecossistemas frágeis. A destruição do plástico (principalmente por incineração) causa ar, água e terra poluição. Cerca de 79 por cento do plástico produzido nos últimos 70 anos foi deitado fora, quer em aterros sanitários, quer no ambiente em geral, enquanto apenas cerca de nove por cento é reciclado e o restante incinerado. Este processo de incineração expõe os trabalhadores vulneráveis a produtos químicos tóxicos que incluem substâncias cancerígenas. Diz-se que os oceanos contêm cerca de 51 biliões de partículas microplásticas e estão lentamente a esgotar a vida marinha. Algumas das micropartículas de plástico são expelidas pelo ar, causando poluição e é uma possibilidade real que possamos inalá-los. Ninguém poderia ter previsto na década de 1960 que o advento e a popularidade dos plásticos um dia se tornariam um fardo com enormes resíduos de plástico encontrados flutuando nos nossos belos oceanos, no ar e despejados nas nossas terras preciosas.
Plástico as embalagens são a maior ameaça e o uso mais corrupto dos plásticos. Mas o problema é que a sacola plástica está em toda parte, usada para todos os fins e não há controle sobre seu uso. Este tipo de plástico sintético não é biodegradável; em vez disso, apenas fica depositado e se acumula em aterros sanitários e contribui para a poluição ambiental. poluição. Tem havido iniciativas para a “proibição total do plástico”, especialmente o poliestireno que é utilizado nas embalagens. No entanto, isto não está a conduzir aos resultados desejados, uma vez que o plástico ainda é omnipresente na terra, no ar e na água e está em constante crescimento. É seguro dizer que o plástico pode nem ser visível a olho nu o tempo todo, mas está em toda parte! É lamentável que não consigamos resolver o problema da reciclagem e eliminação de materiais plásticos.
Em um estudo publicado no Anais da Academia Nacional de Ciências dos EUA, os pesquisadores descobriram um conhecido natural enzima que se alimenta de plástico. Essa foi uma descoberta casual enquanto eles examinavam a estrutura de uma enzima encontrada em resíduos prontos para serem reciclados em um centro no Japão. Esta enzima, chamada Ideonella sakaiensis 201-F6, é capaz de “comer” ou “alimentar-se” de PET de plástico patenteado ou tereftalato de polietileno, que é mais comumente usado em milhões de toneladas de garrafas de plástico. A enzima basicamente permitiu que a bactéria degradasse o plástico como fonte de alimento. Atualmente, não existem soluções de reciclagem para PET e garrafas de plástico feitas de PET persistem por mais de centenas de anos no meio ambiente. Este estudo liderado por equipes da Universidade de Portsmouth e do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) do Departamento de Energia dos Estados Unidos gerou uma grande esperança.
O objetivo original era determinar a estrutura cristalina tridimensional dessa enzima natural (chamada PETase) e usar essa informação para entender exatamente como essa enzima funciona. Eles usaram um intenso feixe de raios X - que são 10 bilhões de vezes mais brilhantes que o sol - para elucidar a estrutura e ver átomos individuais. Esses feixes poderosos permitiram entender o funcionamento interno da enzima e forneceram esquemas corretos para poder criar enzimas mais rápidas e eficientes. Foi revelado que a PETase se parece muito com outra enzima chamada cutinase, exceto que a PETase tem uma característica especial e um sítio ativo mais “aberto”, que se acredita acomodar polímeros feitos pelo homem (em vez dos naturais). Essas diferenças indicaram imediatamente que a PETase pode ser mais evoluída, especialmente em um ambiente contendo PET e, portanto, pode degradar o PET. Eles transformaram o sítio ativo da PETase para torná-lo mais parecido com a cutinase. O que se seguiu foi um resultado totalmente inesperado, o mutante PETase foi capaz de degradar PET ainda melhor do que a PETase natural. Assim, no processo de compreensão e tentativa de melhorar a capacidade da enzima natural, os pesquisadores acabaram criando acidentalmente uma nova enzima que era ainda melhor do que a enzima natural para quebrar o PET plásticos. Essa enzima também pode degradar o furanodicarboxilato de polietileno, ou PEF, um substituto biológico para os plásticos PET. Isso gerou esperança de lidar com outros substratos como PEF (furanoato de polietileno) ou mesmo PBS (succinato de polibutileno). As ferramentas para engenharia e evolução de enzimas podem ser aplicadas continuamente para melhorias adicionais. Os pesquisadores estão procurando uma maneira de melhorar a enzima para que sua função possa ser incorporada em um poderoso sistema industrial de grande escala. O processo de engenharia é muito semelhante às enzimas que estão sendo usadas atualmente em detergentes para lavagem biológica ou na fabricação de biocombustíveis. A tecnologia existe e, portanto, a viabilidade industrial deve ser alcançada nos próximos anos.
Mais pesquisas são necessárias para compreender alguns aspectos deste estudo. Em primeiro lugar, a enzima quebra pedaços maiores de plásticos em pedaços menores, portanto, ela apóia a reciclagem de garrafas de plástico, mas todo esse plástico precisa ser recuperado primeiro. Este plástico “menor”, quando recuperado, poderia ser usado para transformá-los em garrafas de plástico. A enzima não pode realmente “ir e encontrar plástico por conta própria” no ambiente. Uma opção proposta poderia ser plantar esta enzima em algumas bactérias que podem começar a quebrar o plástico em uma taxa mais alta, enquanto suportam altas temperaturas. Além disso, o impacto a longo prazo dessa enzima ainda precisa ser compreendido.
O impacto de uma solução tão inovadora para combater os resíduos plásticos seria muito elevado à escala global. Temos tentado resolver o problema do plástico desde o advento do próprio plástico. Houve leis que proíbem o uso de plástico único e também o plástico reciclado é agora preferido em todos os lugares. Mesmo pequenos passos, como proibir sacolas plásticas nos supermercados, têm sido divulgados na mídia. A questão é que precisamos de agir rapidamente se quisermos preservar a nossa avião de plástico poluição. Embora devamos continuar a adotar a reciclagem na nossa vida quotidiana e, ao mesmo tempo, incentivar os nossos filhos a fazê-lo também. Continuamos a necessitar de uma boa solução a longo prazo que possa ser acompanhada pelos nossos próprios esforços individuais. Esta pesquisa marca um começo para enfrentar um dos maiores problemas que nossos avião está enfrentando.
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{Você pode ler o artigo de pesquisa original clicando no link DOI fornecido abaixo na lista de fontes citadas}
Fontes)
Harry P et al. 2018. Caracterização e engenharia de uma poliesterase aromática degradante de plástico. Proceedings of the National Academy of Sciences. https://doi.org/10.1073/pnas.1718804115
