26.05.2024
Подписывайтесь на Telegram-канал по ссылке

Машинное обучение помогло создать фермент, разлагающий пластик за несколько дней

Фермент разлагающий пластик

Группа учёных из Техасского университета в Остине создала фермент, способный расщеплять пластик за несколько дней. Получившееся вещество можно потом снова переработать в чистый пластик. Белок способен расщеплять строительные блоки полиэтилентерефталата (ПЭТ), материалы на основе которого составляют около 12% мировых отходов. Он разделяет строительные блоки, из которых состоит ПЭТ, на их исходные мономеры, которые затем можно реполимеризовать — снова превратить в пластик — и сделать из него другие продукты. Исследование опубликовано в журнале Nature.

«Единственное, что мы можем сделать с пластиком — это разбить его на исходные мономеры, — рассказал Vice Хэл Альпер, ведущий автор проекта. — Наш фермент делает именно это. А из исходного мономера мы как будто делаем новый пластик с нуля, с тем преимуществом, что нам не нужно использовать дополнительные нефтяные ресурсы».

Работа исследователей дополняет линию ферментов, «поедающих» пластик, первые примеры которых были зарегистрированы в 2005 году. Сейчас этот список насчитывает 19 ферментов, которые, в основном, получены из встречающихся в природе бактерий. Учёные отмечают, что многие из этих белков хорошо функционируют в своей конкретной среде, но ограничены определённой температурой и pH, и использовать их в разных условиях, например, в центрах переработки отходов, не получится. Фермент, обнаруженный учёными из Техаса, способен расщеплять 51 тип ПЭТ в различных условиях температуры и pH.

Исследователи назвали фермент FAST-PETase; его точную структуру они определили с помощью машинного обучения. Алгоритму «скормили» 19 000 белковых структур и, использовав формулу для перестановки аминокислот, нашли лучшие комбинации и остановились на одной структуре. Команда надеется, что новый фермент будет легче масштабировать, чем большинство других, и рассчитывает в ближайшее время испытать его на пластмассовых отходах. В первую очередь, FAST-PETase протестируют на различных типах ПЭТ, а также на детрите, который часто встречается в пластиковых бутылках и контейнерах. Если он покажет свою надёжность для практического использования, он поможет справиться с миллиардами тонн пластикового мусора.