PHL7 fa parte delle idrolasi seriniche, una idrolasi di poliesteri della superfamiglia alfa-beta capaci di idrolizzare il legame estere del PET.
Il PHL7 è dotato della classica triade catalitica Ser-Asp-His
Questo enzima mangia plastica, benché non sia il primo ad essere scoperto e benché ne esistano altri già utilizzati, è importante per la sua maggiore capacità degradativa nei confronti del PET amorfo, cioè per quella plastica PET post consumo che non presenta un alto grado di cristallinità.
Per queste ragioni l’enzima deve poter operare alle temperature di transizione vetrosa dei PET, quando la massa diventa più viscosa e le molecole dei polimeri sono più attaccabili.
Si tenga presente che la strategia per il futuro è di giungere ad enzimi che riescano a lavorare a temperature medie per idrolizzare il PET in quelle miscele di plastiche difficili da riciclare e valorizzare nelle condizioni classiche.
Separare un monomero dei PET in modo selettivo significa poter rigenerare il polimero originale con identiche proprietà meccaniche e fisiche, cosa impossibile se le differenti plastiche non sono precedentemente separate.
Per capire l’importanza di un enzima simile si deve valutare la scala dell’impiego dei PET, a vario gradi di cristallinità, nel mercato attuale.
Le plastiche PET infatti sono maggiormente degradabili se si sono sotto forma di un solido amorfo, mentre questi enzimi, che fanno parte della classe delle cutinasi, non riescono a degradare una plastica cristallina.
Una maggiore cristallinità significa che le catene del polimero sono più simili in lunghezza e sono meglio legate ed organizzate tra loro.
Ogni anno si producono circa 368 milioni di tonnellate di plastica e circa 70 sono costituite dal PET, polietilene tereftalato, di cui il 70% finisce in discarica dopo il primo utilizzo.
Solo il 7% del PET prodotto nel mondo viene riciclato da bottiglia a bottiglia perché il solo riciclo meccanico non riesce ad eliminare il colore dal rifiuto che a sua volta degrada le proprietà del PET riciclato.
Il PET è un polimero termoplastico che si forma per condensazione di monomeri di acido tereftalico TPA con glicole etilenico EG a formare un polimero che può essere sia amorfo che semicristallino.
Il PET è usato nell’industria dell’impacchettamento, per fibre tessili che per contenitori trasparenti di liquidi.
Negli anni scorsi sono stati individuati vari enzimi di origine batterica o fungina che possono modificare o degradare il PET e di questi i migliori sono state le cutinasi termostabili che degradano la plastica a formare TPA, MHET e BHET (mono e bis 2-idrossietil tereftalato) e Glicole etilenico.
Le cutinasi sono enzimi naturali che degradano la cutina delle piante, cioè quello strato di materiale ceroso idrofobico formato da acidi grassi a 16 e 18 atomi di Carbonio e idrossiacidi a catena lunga presenti nella cuticola delle piante capace di rendere impermeabile ad acqua e gas la superficie delle piante. Riferimento a testo
Struttura del PHL7
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La posizione della Leucina al 210 sostituisce la fenilalanina che si trova nelle altre cutinasi usate. Nel qui abbiamo uno ione sodio. Nelle condizioni di produzione ioni Ca2+ e ioni Mg2+ sostituiscono il sodio rendendo più termostabile l’enzima fino alle temperature di transizione vetrose di 86.1 °C e 83.7 °C tipiche del polimero.
I componenti del PET PolietilenTereftalato
– Acido Tereftalico – Mono estere del e acido tereftalico.
DiEstere di e acido tereftalico.
Altri esempi di polimeri sintetici
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Polietilene e Nylon 6-6
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I polimeri che presentano centri chirali sono classificati in base alla regolarità dei centri stereogeni.
Si parla di polimeri atattici se non si osserva alcuna regolarità nei centri stereogeni. Isotattici se hanno tutti una stessa configurazione. Sindiotattici se le configurazioni sono alternate.
Questi ultimi hanno un alto grado di cristallinità mentre gli atattici sono pressocchè AMORFI e gli isotattici sono semicristallini.
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File originari su Chemtube3D