Descoberta enzima que decompõe plástico em menos de um dia

Enquanto analisavam uma pilha de compostagem em um cemitério de Leipzig, no leste da Alemanha, Christian Sonnendecker e sua equipe encontraram sete enzimas que nunca haviam visto antes. Eles estavam à procura de proteínas que "comessem" o politereftalato de etileno − o plástico mais produzido no mundo, conhecido como PET, usado em garrafas de água e embalagens para alimentos.

Os cientistas não esperavam muito quando trouxeram as amostras para o laboratório, conta Sonnendecker. Era apenas a segunda lixeira que eles haviam recolhido, e os pesquisadores achavam que as enzimas decompositoras de PET fossem raras e difíceis de encontrar.

Mas em uma das amostras eles conseguiram identificar uma enzima, a hidrolase de poliéster, chamada PHL7, que desintegrou um pedaço completo de plástico em menos de um dia, ou seja, muito mais rápido que o LCC, a enzima padrão usada em experimentos para decompor o plástico PET hoje em dia.

Para garantir que a descoberta não fosse um acaso, os cientistas compararam as velocidades que o PHL7 e o LCC degradaram vários recipientes de plásticos e puderam comprovar que o PHL7 era realmente mais rápido. Os resultados foram publicados na revista especializada Chemistry Europe.

"Eu pensava que seria preciso coletar amostras em centenas de locais diferentes antes de encontrar uma dessas enzimas", disse o enzimologista Graham Howe, que estuda a degradação do plástico PET na Universidade de Queen, no Canadá, e não participou do estudo de Leipzig. "Mas, aparentemente, é só ir para a natureza, e haverá enzimas que fazem isso em todos os lugares".

Opções para acabar com o PET

Embora o plástico PET possa ser reciclado, ele não é biodegradável. Da mesma forma como os resíduos nucleares, uma vez criado, ele nunca desaparece de fato. Ele pode ser transformado em novos produtos, como sacolas a partir de garrafas de água, por exemplo. Mas a qualidade do plástico enfraquece a cada ciclo, e um número exorbitante de seus subprodutos acabam em aterros sanitários.

Há duas soluções para este problema: a primeira é acabar com a produção do plástico PET. Mas o material é tão onipresente que, mesmo se as empresas parassem de produzi-lo hoje, ainda haveria milhões de garrafas de refrigerantes ou sacolas feitas a partir delas nos próximos milhares de anos.

A segunda solução é encontrar uma maneira de forçar a degradação do plástico. Há décadas, os cientistas buscam encontrar enzimas que façam isso. A descoberta do LCC em 2012 foi um grande avanço porque mostrou que a PETase, um componente do LCC, pode ser usado para decompor o plástico quando combinada com uma outra enzima conhecida como esterase – utilizada para quebrar ligações químicas num processo chamado hidrólise.

Os pesquisadores que trabalham com o LCC descobriram que a enzima não distingue entre polímeros naturais e polímeros sintéticos – caso do plástico. Por isso, o LCC "come" PET como se fosse um polímero natural.

Maior eficiência do LCC

Desde a descoberta do LCC, pesquisadores como Sonnendecker têm procurado novas enzimas decompositoras de PET na natureza. O LCC funciona, mas tem limitações. Embora seja rápido, ainda leva dias para decompor o plástico e as reações têm que ocorrer a temperaturas muito altas. Outros cientistas e pesquisadores trabalham na criação de um LCC mais eficiente.

É isso que a empresa francesa Carbios está fazendo. Pesquisadores estão projetando o LCC para criar uma enzima mais rápida e mais eficiente. E, nos Estados Unidos, pesquisadores da Universidade do Texas criaram recentemente uma proteína que "come" PET utilizando um algoritmo de aprendizagem automática. Eles dizem que podem decompor plástico em 24 horas.

Segundo David Zechel, professor de química da Universidade de Queen, essas abordagens sempre partem de algo já conhecido, ou seja, os pesquisadores não encontraram necessariamente algo novo, mas que trabalham para aperfeiçoar o já foi descoberto.

Embora este tipo de engenharia seja necessário para criar a enzima ideal para decompor o PET, disse Zechel, o trabalho de Sonnendecker mostra que "nós não arranhamos nem remotamente a superfície" em termos do potencial das enzimas naturais em relação a esse tipo de plástico.

Nenhuma garrafa ainda

A nova enzima recém-descoberta também tem limitações. Embora possa decompor embalagens plásticas de frutas, ainda não é capaz de eliminar uma garrafa porque o plástico PET delas tem mais alterações químicas.

Em testes, a equipe de Sonnendecker desenvolveu um pré-tratamento que é aplicado às garrafas PET e que facilita a degradação do plástico pela enzima, mas essa pesquisa ainda não foi publicada.

Com a ajuda da indústria, disse o pesquisador, a tecnologia usando PHL7 para decompor o PET em larga escala pode estar pronta em cerca de quatro anos.