Una ricerca del laboratorio The Protein Factory 2.0 dell’Università dell’Insubria ha prodotto un enzima in grado di degradare il polietilene tereftalato nei suoi componenti, creando un protocollo adatto per l’evoluzione di enzimi di idrolisi del PET.
Attraverso un approccio di ingegneria proteica si è ottenuto il miglioramento di un enzima microbico (PETase), che è stato impiegato per depolimerizzare le nanoparticelle di PET in tempi minimi.
Le biotecnologie sono chiamate a risolvere i problemi della società in ottica di bioeconomia circolare, individuando approcci green per eliminare e recuperare materiali inquinanti come, ad esempio, la plastica. La degradazione enzimatica è un promettente approccio verde al biorisanamento e al riciclaggio del polimero polietilentereftalato (PET). Negli ultimi anni sono stati scoperti diversi enzimi di idrolisi del PET (PHE) e nuove varianti sono state sviluppate dall’ingegneria proteica.
Il Laboratorio di Biochimica delle proteine The Protein Factory 2.0 dell’Università degli Studi dell’Insubria, che svolge attività di biologia molecolare – estrazione e manipolazione di DNA, PCR, trasformazione, trasfezione – colture microbiche e di cellule animali; purificazione, detection e caratterizzazione di proteine – ha utilizzato il suo know-how per elaborare un flusso di lavoro semplice che impiega l’ingegneria proteica semi-razionale, combinata con uno screening ad alto rendimento delle librerie di varianti per la loro attività sulle nanoparticelle PET.
Il lavoro, a cura di Valentina Pirillo con l’ausilio di Marco Orlando e Davide Tessaro del Politecnico di Milano e svolto sotto la supervisione dei professori Gianluca Molla e Loredano Pollegioni, è consistito nel migliorare un enzima microbico (PETase) attraverso un approccio di ingegneria proteica. Utilizzando l’enzima così evoluto (chiamato TS-ΔIsPET), 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 microparticelle di PET e, addirittura, depolimerizzare l’80% delle nanoparticelle di PET in solo 1 ora e utilizzando 5 volte meno enzima.
Con questo flusso di lavoro, il team The Protein Factory 2.0 ha di fatto messo a punto un protocollo adatto per l’evoluzione degli enzimi di idrolisi del PET allo scopo di generare una cassetta degli attrezzi enzimatica efficiente per la degradazione del poliestere.
Il lavoro dimostra come la degradazione biologica delle plastiche, un processo che non prevede l’uso di composti chimici e/o di alte temperature, sia ormai una realtà in grado di eliminare un composto inquinante convertendolo in materiali ancora utili.
