Фермент «Pac-Man» может помочь в борьбе с пластиковым загрязнением

Учёные из Университета Констанца обнаружили необычный фермент, который помогает бактериям разрушать некоторые виды пластика

Фермент получил прозвище «Pac-Man» из-за своей уникальной структуры: у него широкий активный центр — участок, где происходят химические реакции. Он способен расщеплять определённые полиэфиры и биоразлагаемые пластики. При этом у фермента обнаружилась неожиданная способность — он может разрушать пенициллин, что намекает на возможную связь с устойчивостью к антибиотикам.

Чтобы изучить, как микроорганизмы разлагают биопластики, биологи Гарри Лернер и Дэвид Шлехек провели эксперименты в лесу и в лаборатории. Они закопали образцы биопластика в лесной почве на глубине около 10 сантиметров и в течение года отслеживали активность микробов, измеряя количество выделяемого углекислого газа.

В ходе опытов выяснилось, что биоразлагаемые пластики полностью разрушились за 250–330 дней, тогда как обычный полиэтилен практически не изменился. С помощью электронного микроскопа учёные обнаружили на поверхности закопанных пластиковых плёнок множество крошечных отверстий — они по размеру и форме совпадали с бактериальными клетками. Это навело исследователей на мысль, что бактерии не просто прикрепляются к пластику, а буквально прогрызают его.

Анализ генетического материала показал, что один из генов, который стал особенно распространённым при разложении биопластика, кодирует обнаруженный фермент. В гене записаны особая метка, которая выводит фермент за пределы клетки, и жировой (липидный) «якорь», который прочно удерживает его на клеточной мембране. Благодаря этому фермент может оставаться на поверхности бактерии и одновременно атаковать молекулы пластика рядом с ней.

Из открытия следует важный вывод: чтобы микроорганизмы существенно помогли в борьбе с пластиковым загрязнением, нужно, чтобы больше изделий изготавливалось из биоразлагаемых материалов, которые микробы смогут расщеплять. Также находка заставляет задуматься о том, как ферменты, участвующие в разложении пластика, могут влиять на устойчивость к антибиотикам.

Источник: ScienceDaily