Los científicos que ayudaron a ser pioneros en el uso de enzimas para comer plástico han dado un paso importante en el desarrollo de soluciones basadas en la naturaleza para la crisis mundial de los plásticos.

Han caracterizado una enzima que tiene la notable capacidad de ayudar a descomponer el tereftalato (TPA), uno de los componentes químicos básicos del plástico de tereftalato de polietileno (PET), que se utiliza para fabricar botellas de bebidas, ropa y alfombras de un solo uso.

La investigación, que se publica en The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), fue codirigida por la profesora Jen DuBois, de la Universidad Estatal de Montana, y el profesor John McGeehan, de la Universidad de Portsmouth, quien en 2018 dirigió el equipo internacional que diseñó una enzima natural que podría descomponer el plástico PET. Las enzimas (PETasa y MHETasa) rompen el polímero PET en los componentes básicos químicos etilenglicol (EG) y TPA. Esta nueva investigación describe los próximos pasos, específicamente para la gestión de TPA.

El profesor DuBois dijo: «Si bien el EG es un producto químico con muchos usos (es parte del anticongelante que coloca en su automóvil, por ejemplo), el TPA no tiene muchos usos fuera del PET, ni es algo que la mayoría de las bacterias puedan digerir». «Sin embargo, el equipo de Portsmouth reveló que una enzima de las bacterias que consumen PET reconoce el TPA como la mano en un guante. Nuestro grupo en MSU luego demostró que esta enzima, llamada TPADO, descompone el TPA y prácticamente solo el TPA, con una eficiencia asombrosa. »

Con más de 400 millones de toneladas de residuos plásticos producidos cada año, la gran mayoría de los cuales termina en los vertederos, se espera que este trabajo abra la puerta para mejorar las enzimas bacterianas, como TPADO. Esto ayudará a enfrentar el desafío de la contaminación plástica y desarrollar sistemas biológicos que puedan convertir los desechos plásticos en productos valiosos.

El profesor McGeehan, director del Centro de Innovación de Enzimas de la Universidad, dijo: «Los últimos años han visto avances increíbles en la ingeniería de enzimas para descomponer el plástico PET en sus componentes básicos. Este trabajo va un paso más allá y analiza la primera enzima en una cascada que puede deconstruir esos bloques de construcción en moléculas más simples que luego pueden ser utilizadas por bacterias para generar productos químicos y materiales sostenibles, esenciales para fabricar productos valiosos a partir de desechos plásticos.

«Usando potentes rayos X en Diamond Light Source, pudimos generar una estructura 3D detallada de la enzima TPADO, revelando cómo realiza esta reacción crucial. Esto proporciona a los investigadores un plan para diseñar versiones más rápidas y eficientes de este complejo enzima.»

El estudio se realizó como parte del Consorcio BOTTLE, una colaboración internacional entre los EE. UU. y el Reino Unido, que reúne a investigadores de una amplia gama de áreas científicas para abordar el reciclaje y el upcycling de plástico.