La degradazione della plastica PET da parte di Ideonella sakaiensis

Il batterio Ideonella sakaiensis degrada il polietilene tereftalato (PET) normalmente utilizzato nella costruzione di bottiglie e contenitori di plastica. 

Il polietilene tereftalato (PET) è un polimero termoplastico utilizzato per produrre fibre sintetiche e per costruire contenitori per cibi e per bevande data la sua compatibilità al contatto con gli alimenti sancita dal Regolamento (UE) n. 10/2011 della Commissione, del 14 gennaio 2011, riguardante i materiali e gli oggetti di materia plastica destinati a venire a contatto con i prodotti alimentari – anche se sono in corso numerose indagini per verificare eventuali nuovi rischi per la salute.

Il PET deriva dai processi di cracking del petrolio grezzo oppure dal metano.

Chimicamente, il PET è costituito da acido tereftalico e glicole etilenico legati mediante una reazione di condensazione.

Negli anni ’50 inizia ad essere utilizzato come materiale tessile e sostituisce o completa, per le sue caratteristiche di tolleranza al calore e di resistenza all’usura, le fibre naturali quali il cotone e la seta.

Le notevoli proprietà antiusura e la resistenza al degrado naturale conferiscono un tempo di degradazione di 100 anni ai prodotti in PET che, quindi, rappresentano un serio rischio per la flora e la fauna degli ambienti terrestri e, soprattutto, degli ambienti marini se non viene effettuato un corretto processo di riciclaggio – il PET è riciclabile al 100% – a partire dal deposito del materiale in PET (contrassegnati dal simbolo in figura 1) nei contenitori per i rifiuti di plastica.

Immagine 1: simbolo per PET.

 

Poiché si è ancora lontani da una corretta educazione al riciclaggio consapevole, una elevata quantità di bottiglie e contenitori in plastica PET invade i mari e gli oceani rimanendovi per un tempo sufficientemente lungo da interferire con gli organismi che li popolano.

Nel 2016 è stato isolato ed identificato il batterio Ideonella sakaiensis che, per la sua capacità di utilizzare il PET (polietilene tereftalato) come principale fonte di carbonio e di energia, potrebbe accelerare il processo di degradazione delle bottiglie in plastica PET. La ricerca, pubblicata su Science, è stata firmata da alcuni ricercatori del Kyoto Institute of Technology e dell’Università Keio sita a Miniato, Tokyo, in Giappone. Il nome del batterio deriva dalla città giapponese Sakai da cui proveniva il campione di rifiuti urbani da cui il batterio è stato isolato.

L’attività di degradazione del PET da parte del batterio I. sakaiensis deriva dall’azione sinergica degli enzimi PET idrolasi (PETase), codificato dal gene ISF6 4831, e mono (2-idrossietil) tereftalato (MHET) idrolasi, codificato dal gene ISF6 0224.

Ulteriori ricerche hanno permesso di ingegnerizzare l’enzima PETase in una forma mutata che ne aumenterebbe le prestazioni e ridurrebbe il tempo di azione.

 

Fonti: Characterization and engineering of a plastic-degrading aromatic polyesterase. Austin HP, Allen MD, Donohoe BS, Rorrer NA, Kearns FL, Silveira RL, Pollard BC, Dominick G, Duman R, El Omari K, Mykhaylyk V, Wagner A, Michener WE, Amore A, Skaf MS, Crowley MF, Thorne AW, Johnson CW, Woodcock HL, McGeehan JE, Beckham GT. PNAS. 2018.

A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate). Shosuke Yoshida, Kazumi Hiraga, Toshihiko Takehana, Ikuo Taniguchi, Hironao Yamaji, Yasuhito Maeda, Kiyotsuna Toyohara, Kenji Miyamoto, Yoshiharu Kimura, Kohei Oda. Science. 2016.

Ideonella sakaiensis: Newly-Discovered Bacterium Can Break Down, Metabolize Plastic. Sergio Prostak. Science News. 2016.

EUR – Lex. Access to European Union Law. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/IT/TXT/?uri=celex%3A32011R0010

PET materia pregiata. http://www.petrecycling.ch/it/da-sapere/pet-materia-pregiata/panoramica

Brett Martin. Profilo del PET. http://www.brettmartin.com/it-it/plastic-sheets/plastics-in-profile/pet.aspx

UniProt. https://www.uniprot.org/uniprot/A0A0K8P6T7

Immagine in evidenza da Paoblog.net. https://paoblog.net/2013/09/10/rifiuti-49/

Immagine 1 da Simboli vettoriali sul Riciclaggio. https://www.vectorportal.com/it/gratuito/Simboli/Riciclaggio/SIMBOLO-PER-PET-01/6857.aspx

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