AI stworzyła enzym przetwarzający PET
Sześć lat temu naukowcy przeszukujący szczątki zakładu recyklingu plastikowych butelek odkryli bakterię, która może rozkładać polimer PET.
Organizm ma dwa enzymy, które hydrolizują polimer najpierw do tereftalanu mono-(2-hydroksyetylu), a następnie do glikolu etylenowego i kwasu tereftalowego. Może on służyć do wykorzystania jako źródło energii.
Jeden z enzymów, stał się celem prac nad inżynierią białek. Zespół skupiony wokół Hala Alpera z University of Texas w Austin w USA stworzył przy pomocy sztucznej inteligencji PETazę. Mogącą degradować 51 różnych produktów PET, w tym całe plastikowe pojemniki i butelki.
Sieć neuronowa pomogła zespołowi zdecydować, jak zmodyfikować rusztowanie białkowe. Algorytm został najpierw przeszkolony na 19 000 białek o podobnej wielkości, ale o bardzo różnych funkcjach. Dla każdego z 290 aminokwasów PETazy program sprawdzał, czy dobrze pasuje do swojego bezpośredniego środowiska strukturalnego w porównaniu z innymi białkami.
Spośród milionów możliwych kombinacji naukowcy skupili się na trzech sugerowanych podstawieniach aminokwasów. W połączeniu z dwiema modyfikacjami z poprzednich prac inżynieryjnych PETazy zaprojektowali enzym, który jest „wysoce, bardzo aktywny, zwłaszcza w niższych temperaturach, w porównaniu z czymkolwiek innym”, mówi Alper.
Enzym zdepolimeryzował całą plastikową tackę na ciasto w ciągu 48 godzin. Zespół wykazał, że może wytworzyć nowy plastikowy element ze zdegradowanych odpadów.
Nie wiadomo, czy depolimeryzacja enzymatyczna zostanie ostatecznie wykorzystana do recyklingu na dużą skalę. Większość PET na całym świecie jest poddawana recyklingowi nie poprzez depolimeryzację, ale przez topienie i przekształcanie. Niestety, jego właściwości pogarszają się z każdym cyklem.
Czytaj także: Czy perowskity zastąpią krzem w fotowoltaice?
