Un récipient en plastique jeté dans une décharge peut mettre des centaines d’années à se décomposer naturellement, mais une enzyme récemment découverte pourrait dévorer les déchets en moins d’une journée.
La polyester hydrolase hautement efficace, connue sous le nom de PHL7, a récemment été découverte dans un cimetière allemand grignotant du compost.
En laboratoire, les chercheurs ont découvert qu’il était capable de décomposer le polyéthylène téréphtalate (PET) de 90 % en 16 heures.
PHL7 n’est pas le premier “mangeur de plastique” naturel découvert par les scientifiques, mais c’est le plus rapide.
En 2016, une enzyme gourmande en PET, appelée LLC, a été découverte dans une usine de recyclage au Japon. Dans les années qui ont suivi, il a été annoncé comme un broyeur en plastique de référence. Mais le nouveau PHL7 est deux fois plus rapide au travail.
Depuis 2016, l’enzyme LLC a été modifiée par des scientifiques pour créer un mutant encore plus vorace que ce qui est naturel, mais même cette création synthétique a une chose ou deux à apprendre de PHL7.
“L’enzyme découverte à Leipzig peut apporter une contribution importante à la mise en place de procédés alternatifs de recyclage du plastique économes en énergie”, déclare le microbiologiste Wolfgang Zimmermann de l’Université de Leipzig en Allemagne.
“Le biocatalyseur actuellement développé à Leipzig s’est avéré très efficace dans la décomposition rapide des emballages alimentaires en PET usagés et convient à un processus de recyclage respectueux de l’environnement dans lequel de nouveaux plastiques peuvent être produits à partir des produits de décomposition.”
Malheureusement, ni PHL7 ni LCC ne peuvent complètement dégrader les plastiques PET avec une cristallinité plus élevée (structure moléculaire plus organisée), tels que ceux utilisés dans certaines bouteilles.
Mais si PHL7 reçoit une barquette à fruits en plastique PET, il peut décomposer les déchets en moins de 24 heures.
Mieux encore, les sous-produits de ce processus de recyclage peuvent être reconstruits pour créer de nouveaux contenants en plastique.
Les possibilités de recyclage sont immenses. Chaque année, plus de 82 millions de tonnes métriques de PET sont produites dans le monde, et seul un petit pourcentage a été recyclé en nouveau plastique.
Même lorsqu’un produit en plastique est envoyé à une usine de recyclage, le processus pour le faire fondre et créer quelque chose de nouveau est énergivore et coûteux.
Le recyclage biologique, en revanche, pourrait contribuer à créer une économie circulaire du plastique bon marché et efficace. Au cours des dernières années, les scientifiques se sont précipités pour développer des bactéries mangeuses de plastique dans ce but précis.
PHL7 se démarque des autres candidats trouvés jusqu’ici. La façon dont il décompose rapidement le PET semble reposer sur un seul élément constitutif de son ADN.
À un certain endroit de sa séquence d’acides aminés, PHL7 porte une leucine là où d’autres enzymes portent un résidu phénylalanine. Dans le passé, la leucine dans cette position a été liée à la liaison des polymères aux enzymes.
Lorsque des chercheurs allemands ont remplacé la phénylalanine par de la leucine dans une autre enzyme, l’organisme est devenu beaucoup plus rapide pour décomposer le plastique. En fait, son efficacité était comparable à celle de PHL7.
Par rapport aux enzymes LLC, l’enzyme PHL7 a également pu se lier à davantage de polymères en laboratoire.
“Ces résultats suggèrent que le remplacement de la phénylalanine/leucine pourrait être partiellement responsable des changements dans les contributions d’énergie de liaison par résidu dans PHL7”, écrivent les auteurs.
PHL7 n’est pas seulement rapide, cette enzyme ne nécessite aucun prétraitement avant de pénétrer. Il mangera du plastique sans broyer ni fondre.
Le processus de reconstitution des sous-produits ne dépend pas non plus de la pétrochimie.
“Ainsi”, concluent les auteurs, “en utilisant des enzymes puissantes telles que PHL7, il est possible de recycler directement les emballages en PET thermoformés post-consommation dans un processus en boucle fermée avec une faible empreinte carbone et sans l’utilisation de produits pétrochimiques, réalisant un recyclage durable processus d’un important flux de déchets plastiques PET.”
Compte tenu de l’état désastreux de la pollution plastique dans le monde, cela ressemble à un rêve. L’équipe de chercheurs de l’Université de Leipzig travaille actuellement sur un prototype.
L’étude a été publiée dans ChemSusChem†
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