Les enzymes, héros du recyclage : recherche sur le recyclage durable du plastique
Le recyclage enzymatique du PET devient adapté à une utilisation industrielle
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Des chercheurs de l'université de Leipzig ont franchi une nouvelle étape importante dans la recherche sur le recyclage des plastiques : dans une étude récemment publiée dans la revue Nature Communications, ils ont spécifiquement optimisé l'enzyme naturelle PHL7 pour permettre la décomposition efficace et stable du polyéthylène téréphtalate (PET) - un plastique largement utilisé dans les produits de la vie courante - dans des conditions industrielles pertinentes. Cette recherche, qui s'appuie sur des décennies d'expertise à l'université de Leipzig, s'attaque à un défi majeur de l'économie circulaire : le recyclage durable des plastiques. En utilisant de nouvelles approches bioinformatiques et des méthodes interdisciplinaires, le Dr Georg Künze (Faculté de médecine) et le Dr Christian Sonnendecker (Faculté de chimie), ainsi que d'autres chercheurs de l'université de Leipzig, ont ouvert la voie à une technologie de recyclage pratique et respectueuse de l'environnement.
L'enzyme PHL7, décrite pour la première fois en 2021 par Sonnendecker après avoir été isolée à partir d'un échantillon de compost provenant du cimetière Südfriedhof de Leipzig, est considérée comme l'une des rares enzymes hyperactives naturelles dégradant le PET. Jusqu'à présent, cependant, elle était trop instable et insuffisamment active pour des applications techniques, en particulier dans des conditions industrielles réelles. La nouvelle étude permet de surmonter ces obstacles : "À l'aide de prédictions bioinformatiques, nous avons introduit des mutations ciblées dans la séquence d'acides aminés, ce qui a permis d'obtenir des variantes nettement améliorées. Ces variantes présentent une plus grande stabilité, une activité plus élevée et une dépendance réduite aux concentrations de sel - un avantage décisif, car l'enzyme peut désormais fonctionner dans l'eau du robinet ordinaire", explique M. Künze.
Pour les travaux expérimentaux réalisés entre l'été 2022 et la mi-2025, le groupe de recherche dirigé par Künze et Sonnendecker a eu recours à un large éventail de méthodes modernes : La cristallographie aux rayons X a révélé la structure tridimensionnelle, la spectroscopie d'impédance a fourni des données en temps réel sur la progression de la réaction, et les simulations de dynamique moléculaire ont permis de déchiffrer le processus de dégradation enzymatique au niveau moléculaire. Les variantes enzymatiques ont été testées dans des bioréacteurs dans des conditions très proches de celles utilisées dans l'industrie, avec des résultats prometteurs. Les résultats ont déjà servi de base à une demande de brevet.
"Les variantes de PHL7 que nous avons développées sont désormais de véritables candidats à une application industrielle", déclare M. Sonnendecker. ESTER-Biotech, une start-up fondée à Leipzig en 2025 en tant que spin-off de l'université de Leipzig, prévoit déjà de transférer la technologie vers une usine pilote. À long terme, le recyclage enzymatique pourrait contribuer à rendre l'économie du plastique plus circulaire et plus durable. Le projet n'est pas encore achevé : il est prévu de poursuivre l'optimisation à l'aide de l'intelligence artificielle et de développer des enzymes pour d'autres plastiques biodégradables tels que le PLA et le PBS. La question de savoir si la technologie est commercialement viable apparaîtra clairement dans les années à venir et dépendra non seulement des progrès techniques, mais aussi de facteurs économiques.
Il y a plus de 20 ans, le professeur Wolfgang Zimmermann de l'université de Leipzig menait déjà des recherches pionnières sur les enzymes dégradant les plastiques, dans le but de recycler des plastiques tels que le PET dans des conditions respectueuses de l'environnement. L'étude actuelle nous rapproche encore un peu plus de cet objectif.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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