Un equipo de científicos del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC (ICP-CSIC), en colaboración con grupos del Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) y de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), desarrollaron una proteína sintética con la capacidad de descomponer microplásticos de Tereftalato de Polietileno (PET), uno de los plásticos más comunes presente en muchos envases y botellas.
Este proceso reduce estos microplásticos a sus componentes esenciales, lo que posibilita su descomposición o reciclaje. Para lograrlo, se utilizó una proteína de defensa de la anémona de fresa (Actinia fragacea), a la cual se le añadió esta nueva función mediante un diseño computacional. Los resultados de esta investigación se encuentran publicados en la revista Nature Catalysis.
Una proteína sintética que puede descomponer microplásticos
Cada año, se generan alrededor de 400 millones de toneladas de plástico en todo el mundo, con un incremento anual del 4%. La fabricación de plásticos emite gases de efecto invernadero, lo que contribuye al cambio climático, y la ubicuidad de los plásticos en los ecosistemas causa graves problemas ambientales.
Con el tiempo, el PET se descompone en partículas cada vez más pequeñas, conocidas como microplásticos, lo que agrava los problemas medioambientales. El PET representa más del 10% de la producción global de plástico, y su reciclaje es limitado.
La estrategia empleada se asemeja a agregar nuevas funciones a una herramienta multiusos, utilizando solo tres aminoácidos que actúan como «tijeras» capaces de cortar las pequeñas partículas de PET. Estos aminoácidos se incorporaron a una proteína de la anémona Actinia fragacea, que originalmente no poseía esta función, ya que en la naturaleza actúa como un mecanismo de defensa celular.
El aprendizaje automático y el uso de superordenadores permitieron predecir dónde se unirían las partículas y dónde debían ubicarse los nuevos aminoácidos para que pudieran llevar a cabo su función. La geometría resultante se asemeja bastante a la enzima PETasa de la bacteria Idionella sakaiensis, que fue descubierta en 2016 y tiene la capacidad de degradar este tipo de plástico.
Los resultados indican que esta nueva proteína es capaz de degradar micro y nanoplásticos de PET de manera mucho más eficaz que las PETasas actualmente disponibles en el mercado y lo hace a temperatura ambiente.
Además, la estructura porosa de la proteína facilita su uso como filtro, lo que podría emplearse en plantas de tratamiento para descomponer partículas de plástico difíciles de eliminar y que representan un problema en la depuración del agua.
Una ventaja adicional es que se diseñaron dos variantes de la proteína que producen resultados diferentes: una descompone más exhaustivamente las partículas de PET y podría utilizarse en plantas de depuración, mientras que la otra genera los componentes iniciales necesarios para el reciclaje. Esto proporciona flexibilidad para adaptarse a las necesidades específicas.
Fuente: Ambiente Plástico