Нейронная сеть нашла фермент, способный расщеплять полиуретан

Вы часто слышите, как пластиковое загрязнение называют проблемой. Но реальность такова, что это множество проблем. В зависимости от необходимых нам свойств мы формируем пластмассы из разных полимеров, каждый из которых скрепляется особым типом химической связи. Таким образом, метод, который мы используем для разрушения одного типа полимера, может быть несовместим с химией другого.

Эта проблема заключается в том, почему, несмотря на то, что нам удалось найти ферменты, расщепляющие обычные пластмассы, такие как полиэфиры и ДОМАШНИЙ ПИТОМЕЦэто лишь частичное решение проблемы пластиковых отходов. Однако исследователи не сидят сложа руки и не наслаждаются триумфом частичных решений, и теперь у них есть очень сложные инструменты проектирования белков, которые могут им помочь.

Это история совершенно нового фермента, который исследователи разработали для расщепления полиуретана, полимера, который, среди прочего, обычно используется для изготовления пеноматериалов. Новый фермент совместим с промышленным процессом переработки, который расщепляет полимер на его основные строительные блоки, которые можно использовать для образования свежего полиуретана.

Разрушение полиуретана

В новой статье, описывающей разработку этого фермента, раскрывается масштаб проблемы: в 2024 году мы произвели 22 миллиона метрических тонн полиуретана. Определяющая их уретановая связь включает в себя азот, связанный с углеродом, который, в свою очередь, связан с двумя атомами кислорода, один из которых связан с остальной частью полимера. Остальная часть полимера, связанная этими связями, может быть достаточно сложной и часто содержит кольцевые структуры, родственные бензолу.

Переваривание полиуретанов является сложной задачей. Отдельные полимерные цепи часто сильно сшиты, а громоздкие структуры могут затруднить ферментам доступ к связям, которые они могут переварить. Химическое вещество под названием диэтиленгликоль может частично разрушить эти молекулы, но только при повышенных температурах. И это оставляет после себя сложную мешанину химических веществ, которую невозможно использовать в каких-либо полезных реакциях. Вместо этого его обычно сжигают как опасные отходы.