Per quanto se ne dica della plastica, si stima che entro il 2050 se ne produrrà globalmente oltre 30 miliardi di tonnellate. Nello specifico, andrà crescendo la produzione di PET, un polimero termoplastico dalle non trascurabili qualità: elevata resistenza meccanica e chimica, versatilità applicativa, prezzo competitivo. Un materiale presente trasversalmente in qualsiasi settore, ancora insostituibile per molti utilizzi: per intenderci, lo stesso materiale utilizzato per le bottigliette d’acqua. 

In questo contesto, coesiste la nota problematica dell’accumulo di micro plastiche nell’ambiente, con tutte le sue conseguenze annesse, dalla minaccia per gli ecosistemi acquatici all’impatto ormai dimostrato nella catena alimentare. É nel laboratorio “The Protein Factory 2.0” dell’Università dell’Insubria, che è stata trovata una via preferenziale per il risanamento dell’ambiente, grazie alla degradazione enzimatica del PET. 

Più nel dettaglio, il lavoro svolto dai ricercatori ha consentito di migliorare uno specifico enzima microbico – PETase – grazie ad un processo di ingegneria proteica. Analizzando quanto fatto nel mondo accademico sino ad ora sullo stesso tema, il team di ricerca ha riscontrato la mancanza di un flusso di lavoro efficiente per lo screening dell’attività delle varianti necessarie per migliorare questo enzima.

 

Graphical abstract tratto dalla pubblicazione “An Efficient Protein Evolution Workflow for the Improvement of Bacterial PET Hydrolyzing Enzymes”

Partendo da ciò, hanno trovato la strada per la sua ottimizzazione, ottenendo così un enzima evoluto – IsPETase, capace di depolimerizzare buona parte delle nanoparticelle di PET o scomporle in materiale ancora utile. Questo materiale trasformato, potrebbe essere utilizzato nella produzione di bio plastiche come di prodotti farmaceutici e disinfettanti, in un’attualissima ottica di riciclo aperto.

Il team di lavoro, composto da Valentina Pirillo, Marco Orlando, Davide Tessaro, sotto la supervisione dei professori Gianluca Molla e Loredano Pollegiani, hanno dimostrato come questo processo possa dare grandi risultati senza l’uso di prodotti chimici e senza l’utilizzo di alte temperature.

Utilizzando l’enzima così evoluto, alla concentrazione di 0.1 mg/mL in acqua e a 50 °C, è stato possibile recuperare in 2 giorni oltre il 25% dei principali costituenti delle micro particelle di PET e, addirittura, depolimerizzare l’80% delle nanoparticelle di PET in solo 1 ora e utilizzando 5 volte meno enzima.

Un perfetto esempio di come l’innovazione, la ricerca e le bio tecnologie possano fornire nuove soluzioni ai problemi sempre più pressanti della nostra società.

 

Per approfondire:
V., Pirillo, M., Orlando, D., Tessaro, L., Pollegioni, G., Molla, (2022) An Efficient Protein Evolution Workflow for the Improvement of Bacterial PET Hydrolyzing Enzymes. Int. J. Mol. Sci. 2022, 23, 264. https://doi.org/10.3390/ijms23010264

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