Vědci vytvořili enzym, který během několika dnů rozloží plastový odpad

20. i 21. století je obdobím plastů a plasty jsou přítomné ve všech oblastech našeho života. Spíme na polštářích plněných plastem, čistíme si zuby plastovými zubními kartáčky, píšeme na plastových klávesnicích, pijeme a jíme jídlo z plastových nádob. Je takřka nemožné se výrobkům z plastů vyhnout.

Přestože plast považujeme za materiál 20. století, s přírodními plasty, jako je rohovina, želvovina, jantar, guma nebo třeba šelak, lidé pracovali již od starověku. Jeden z úplně prvních syntetických plastů má na svědomí Angličan Alexander Parkes, který rozpustil bavlněná vlákna v kyselině, a poté je smíchal s rostlinným olejem. Vznikl tak nitrát celulózy – celuloid, který si Parkes nechal v roce 1856 patentovat pod názvem Parkesine. Angličan se sice komerčního úspěchu nedočkal, jeho vynález ale ano…

Problémy doby plastové

Dnes bohužel stále častěji zjišťujeme, že doba plastová nezůstává bez důsledků pro naše zdraví a životní prostředí. Plasty znečišťují naši krajinu, oceány, vzduch i naše těla. Mimořádná odolnost plastů se postupem času stala jejich hlavním problémem a podobně jako vynálezci před 160 lety se dnešní vědci snaží přijít na způsob, jak si s plasty poradit. Dnešním cílem badatelů je ale zničení plastů, nebo jejich efektivní recyklace.

Jednou z možností, jak se zbavit plastů a plastového odpadu, je zapojení enzymů, které dovedou plasty rozkládat. Na řadě míst světa se již vyskytují mikrobi, kteří mají takové enzymy k dispozici. Vědci se proto rozhodli, že přírodě trochu pomohou a vylepšili jeden z bakteriálních enzymů rozkládajících plasty.

Turboenzym z laboratoře

Chemik Hal Alper z americké Texaské univerzity v Austinu a jeho spolupracovníci použili přírodní enzym PETázu, s jehož pomocí mikrobi rozkládají známý polyester PET (polyethylentereftalát). S přispěním umělé inteligence vědci vytipovali pět klíčových mutací, které podstatným způsobem zlepšují vlastnosti tohoto enzymu.

Světlo světa tak spatřil syntetický enzym FAST-PETáza, přičemž „FAST“ je zkratkou anglických výrazů „Functional, Active, Stable, and Tolerant“. Vylepšený enzym rozkládá PET plasty mnohem rychleji než původní varianta a funguje v různých prostředích. Enzym dokáže pracovat i při pokojové teplotě, což mu dává velkou výhodu pro široké využití v praxi.

TIP: Evoluce proti odpadu: Mikrobi celé planety se vyvíjejí, aby rozkládali plasty

Alper a jeho kolegové ověřili, že FAST-PETáza rozkládá PET plasty na základní stavební jednotky, monomery. Tyto molekuly je pak možné opětovně použít na výrobu nových plastových produktů. Podle Hala Alpera jsou možnosti takového pokročilého recyklačního procesu jsou prakticky nekonečné a sahají za hranice tradičního průmyslu zpracování odpadu. Firmy v nejrůznějších oborů budou podle něj mít možnost účinně recyklovat vlastní produkty.