Le polyester est l’un des matériaux synthétiques les plus utilisés au monde, mais c’est aussi l’un des plus persistants et des plus difficiles à recycler.
Il s’agit d’un type de plastique fabriqué à partir de pétrole et constitué de longues chaînes de molécules appelées polyesters. Il est utilisé à diverses fins, telles que les vêtements, les emballages, les meubles et les tapis.
Cependant, lorsque les produits en polyester sont jetés, ils finissent dans les décharges ou dans les océans, où ils peuvent mettre des centaines d’années à se décomposer et nuire à l’environnement et à la faune.
Pour résoudre ce problème, les scientifiques recherchent des moyens de décomposer le polyester en utilisant des méthodes biologiques, telles que des bactéries ou des enzymes.
Les bactéries sont des organismes microscopiques qui peuvent se nourrir de différentes substances et produire des enzymes capables de catalyser des réactions chimiques.
Les enzymes sont des protéines qui peuvent accélérer la dégradation des molécules en les coupant en morceaux plus petits.
Certaines bactéries et enzymes ont la capacité de dégrader le polyester, mais elles sont souvent inefficaces ou limitées dans leur activité.
Cependant, une étude récente a découvert une nouvelle bactérie dotée de trois enzymes capables de décomposer le polyester plus efficacement.
L’étude a été menée par des chercheurs de l’Université Brunel de Londres et publiée dans la revue Environmental Microbiology.
Comment la bactérie a été isolée des déchets plastiques
Les chercheurs ont collecté des déchets plastiques sur une plage d’Irlande, où ils ont trouvé du polystyrène expansé (PSE), un type de polyester semblable à de la mousse utilisé pour l’isolation et l’emballage.
Ils ont remarqué que des colonies de bactéries se développaient sur le PSE, ce qui suggérait que les bactéries pourraient utiliser le plastique comme source de carbone et d’énergie.
Les chercheurs ont ensuite mené une expérience pour enrichir et isoler les bactéries ayant la plus forte activité de dégradation du plastique.
Ils ont coupé l’EPS en petits morceaux et les ont ajoutés à deux types de milieux différents : un avec des nutriments et un sans, puis ont incubé les milieux pendant 53 jours, puis ont testé l’activité de dégradation du plastique des bactéries en mesurant la perte de poids de l’EPS. et la formation de trous à sa surface.
Selon l’étude, les bactéries présentes dans les milieux sans nutriments avaient une activité de dégradation du plastique plus élevée que celles présentes dans les milieux riches en nutriments.
Cela indique que les bactéries présentes dans les milieux sans nutriments s’étaient adaptées pour utiliser le PSE comme seule source de carbone et avaient développé des enzymes capables de décomposer le polyester.
Les chercheurs ont ensuite utilisé le séquençage de l’ADN pour identifier les bactéries présentes dans les milieux sans nutriments. Ils ont découvert qu’ils appartenaient à une espèce appelée Pseudomonas stutzeriqui est une bactérie courante du sol qui peut dégrader divers composés organiques.
Comment les enzymes de la bactérie peuvent décomposer le polyester
Les chercheurs ont ensuite analysé le génome de Pseudomonas stutzeri et a découvert qu’il possédait trois gènes codant pour des enzymes susceptibles d’être impliquées dans la dégradation du polyester.
Les enzymes sont appelées PETase, MHETase et Cutinase.
La PETase est une enzyme capable de décomposer le polyéthylène téréphtalate (PET), un autre type de polyester utilisé pour fabriquer des bouteilles et des tissus. Il peut couper le PET en molécules plus petites appelées acide mono(2-hydroxyéthyl) téréphtalique (MHET) et éthylène glycol.
La MHETase est une enzyme capable de décomposer le MHET en acide téréphtalique (TPA) et en éthylène glycol. Le TPA et l’éthylène glycol sont les éléments constitutifs du PET, donc les décomposer davantage les empêcherait d’être repolymérisés en nouveau plastique.
La cutinase est une enzyme capable de décomposer la cutine, un polyester naturel présent dans les parois cellulaires végétales. Il peut couper la cutine en molécules plus petites appelées acides gras hydroxy.
Les chercheurs ont émis l’hypothèse que ces trois enzymes pourraient travailler ensemble pour dégrader l’EPS et d’autres types de polyesters en les coupant en molécules plus petites qui pourraient être métabolisées par la bactérie ou d’autres micro-organismes.
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