Utvikling av ny enzymteknologi for resirkulering av plast (ENZYCLIC)

Utvikling av ny enzymteknologi for resirkulering av plast (ENZYCLIC)

ENZYCLIC-prosjektet kombinerer biokjemi, kjemi og samfunnsvitenskap for å aksellerere utviklingen av ny teknologi for resirkulering av plast.

prosjekt

Om/Mål
Bakgrunn

Plast er et meget nyttig og anvendelig materiale, men samtidig utgjør det også en stor utfordring for samfunnet. Det moderne samfunnet er fullstendig avhengig av plastprodukter, men det meste av plasten som produseres er ikke resirkulerbar. Enorme mengder plast havner i naturen og utgjør en trussel for miljøet. Det er derfor ytterst viktig at det utvikles ny teknologi som kan legge til rette for bærekraftig resirkulering av alle typer plast.

Vi har derfor satt oss fore å utvikle ny bioteknologi for enzymatisk nedbrytning av plasttyper som for tiden ikke kan degraderes biokjemisk, som for eksempel polyetylen, polypropylen og polyakrylat. Dette vil vi oppnå ved å lære av naturen, siden det finnes både bakterier og insekter som kan spise og fordøye disse plasttypene, noe de får til ved å bruke spesialiserte enzymer. Ved å kopiere disse enzymene kan vi benytte dem til å bryte ned avfallsplast til de minste bestanddelene plasten er satt sammen av. Disse molekylene kan renses og deretter settes sammen på nytt til ny plast.

En annen strategi vi kommer til å bruke er å omdanne enzymer som spalter kjente biopolymerer som cellulose til enzymer som kan bryte ned plast. En slik enzymtype kalles "lytisk polysakkarid monooksygenase" (LPMO) og ble oppdaget av Vaaje-Kolstad og hans kolleger i PEP-gruppen (NMBU) i 2010. Denne enzymtypen vil passe meget godt til vårt formål da de er spesialisert på å oksidere og spalte polymerer som er krystallinske og uløselige, som mange plasttyper er. Ved bruk av protein "engineering" vil vi endre på egenskapene til LPMOene slik at de kan bryte ned plast i steden for feks cellulose. Til slutt kommer vi til å designe nye plasttyper som er laget spesifikt for å kunne resirkuleres med nettopp de enzymene som vi finner og utvikler i prosjektet. Kombinasjonen av disse innfallsvinklene vil katalysere teknologiutviklingen som vi trenger for å kunne introdusere enzymatisk plastresirkulering i samfunnet.

For å få en bedre forståelse av hvordan teknologien må utvikles for å oppnå implementering i både samfunn og industri, vil vi også gjennomføre både bærekrafts- og barriæreanalyser. Førstnevnte vil undersøke om teknologien er økonomisk og miljømessig egnet for bruk i samfunnet. Sistnevnte vil identifisere de viktigste utfordringene ved implementering av teknologien, i både samfunn og industri, og gi svar på hvilke løsninger som må til for å møte disse utfordringene.

Mer om prosjektet

ENZYCLIC er et kompetanse- og samarbeidsprosjekt (KPS) som er finansiert av Norges Forskningsråd. Hensikten med slike prosjekter er å utvikle ny kunnskap og bygge forskningskompetanse som samfunnet eller næringslivet trenger for å møte viktige samfunnsutfordringer. Prosjektet springer ut fra “Protein Engineering and Proteomics” (PEP) gruppen ved KBM, NMBU. Prosjektet er sentralt i en av NMBUs fem bærekraftsarenaer som fokuserer på plastproblemet og miljøbioteknologi generelt.

Prosjektpartnere 

Partnere i prosjektet ENZYCLIC.
Foto
NMBU