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    Une équipe de recherche développe un procédé biotechnologique pour dégrader les plastiques
    effet du pH sur les conformations du complexe réactif CALB:BHET. un Détail de la structure de CALB avec les valeurs de pKa calculées pour les résidus titrables incertains. Les positions Cα des résidus clés dans la protéine sont représentées sous forme de sphères. b Courbes de titrage calculées pour les résidus d'acides aminés clés de CALB générées par des simulations neMD/MC à pH constant. c Détail des interactions entre Asp134 et Gln157 et Ser105 créées dans le site actif du complexe réactif CALB :BHET à pH 5 et 9. d Analyse de population de paramètres géométriques (Nu···Csp 2 =O Angle de Bürgi-Dunitz en degrés, et Nu···Csp 2 distance en Å) définissant l'attaque nucléophile de Ser105 sur l'atome C1 du BHET. e Analyse de population définissant la position relative de Hγ de Ser105 et de son activateur His224, et de Hγ de Ser105 et Asp134, à pH 5 et 9. Crédit :Nature Communications (2023). DOI :10.1038/s41467-023-39201-1

    Le manque de connaissances sur les mécanismes moléculaires qui rendent possible la biocatalyse est un obstacle au développement de procédés biotechnologiques permettant le recyclage des plastiques. Un projet de recherche mené par une équipe de l'Université Jaume I a permis de dégrader les plastiques PET largement utilisés grâce à une enzyme naturelle, CALB, en modifiant le pH du milieu. Cela ouvre une nouvelle façon de recycler le PET, présent par exemple dans les récipients, les bouteilles ou les textiles de toutes sortes, et génère des composés inoffensifs utiles dans les processus de synthèse ultérieurs.



    Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Communications par une équipe de biochimie computationnelle de l'Institut des Matériaux Avancés (INAM) de l'UJI dirigée par Vicent Moliner et Katarzyna Świderek, en collaboration avec un groupe du Centre de Recherche Coopérative en Biomatériaux (CIC biomaGUNE) du Pays Basque, dirigé par Fernando López Gallego, et un autre de l'Université du Pays Basque, dirigé par Haritz Sardon. Ces deux derniers groupes ont réalisé la partie expérimentale du projet.

    Moliner explique :« Comme les polymères synthétiques n'existaient pas historiquement, l'évolution n'a pas eu le temps de développer des enzymes capables de dégrader ces matériaux. » Les plastiques possèdent des propriétés très intéressantes, conduisant à leur utilisation intensive dans différentes applications. Cependant, c'est précisément l'une de ces propriétés (leur durabilité) qui pose le problème de leur recyclage.

    "Les chercheurs se demandent comment les recycler efficacement et sans générer de problèmes environnementaux. À cet égard, l'un des objectifs de notre groupe à l'INAM est de concevoir des enzymes capables de dégrader les plastiques. En tant que chimistes computationnels, nous avons fait les prédictions sur la base de simulations théoriques. et nos collègues du Pays Basque ont réalisé la démonstration expérimentale", explique Moliner.

    Vicent Moliner et Katarzyna Świderek de l'Institut des Matériaux Avancés de l'UJI. Crédit :Asociacion RUVID

    L'étude était basée sur une enzyme naturelle (CALB) qui, selon Moliner, "contrairement à la plupart des enzymes, est capable de catalyser plus d'une réaction; elle est très aléatoire. C'est ainsi que nous avons découvert que nous pouvons non seulement utiliser cette enzyme pour dégrader le PET, mais en modifiant le pH du milieu, la structure de l'enzyme a varié et on a pu atteindre deux types de produits difficiles à obtenir par les méthodes traditionnelles de synthèse, et qui sont utiles pour en obtenir d'autres."

    Le chercheur de l'INAM souligne que nous avons ainsi découvert "un mécanisme très simple qui permet de dégrader un polymère synthétique en solution aqueuse et à basse température, en plus de contrôler les produits finaux de la réaction par une simple modulation du pH". /P>

    La prochaine étape, indique Moliner, consiste à "continuer à approfondir l'étude afin d'améliorer la vitesse de la réaction en repensant l'enzyme". Une autre piste qu'ils explorent actuellement est de progresser dans la dégradation d'autres plastiques comme les polyuréthanes, un autre type de polymère synthétique largement utilisé aujourd'hui, un point sur lequel le groupe de biochimie computationnelle de l'INAM travaille avec d'autres groupes de recherche en Suède et au Danemark. P>

    Plus d'informations : Katarzyna Świderek et al, Des études mécanistiques d'une lipase dévoilent l'effet du pH sur les produits d'hydrolyse de petits modules PET, Nature Communications (2023). DOI : 10.1038/s41467-023-39201-1

    Informations sur le journal : Communications naturelles

    Fourni par Asociacion RUVID




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