Chemoenzymatic Synthesis and Degradation of Plastics

QC 20240508

Abstract

Utvecklingen av en kolbaserad bioekonomi för syntes och återvinning av polymerer har blivit allt viktigare under åren. Forskningsinsatser har genomförts för att utveckla grönare alternativ för att producera biobaserade material samt miljövänliga sätt att syntetisera och bryta ner polymerer. Enzymer är biokatalysatorer som kan utföra reaktioner utöver deras avsedda syfte. Arbetet som presenteras i denna avhandling fokuserade på att använda biokatalysatorer för nya reaktioner för att producera bioplaster och bryta ner syntetiska polymerer. I Artikel I användes ett dekarboxylas för att fixera CO₂ under milda förhållanden för att producera plattformskemikalien 2,5-furandikarboxylsyra (FDCA). I Artikel II undersöktes en sluten loop-metod för produktion av biobaserade polyester och deras enzymatiska nedbrytning. Dessutom noterades skillnaden i katalytisk aktivitet mot olika polymerkonformationer och undersöktes vidare i Artikel III. Här studerades det konformationella landskapet för att matcha enzym mot substrat. Modellsubstratet för detta projekt var PET-flaskor eftersom det är den mest använda polymeren världen över. Substratkonformationen påverkade enzymernas katalytiska aktivitet signifikant, varför de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos olika PET-baserade substrat undersöktes i Artikel IV för att bättre förstå de faktorer som ger en hög reaktionseffektivitet för depolymerisering. Slutligen användes de hittills erhållna resultaten i Artikel V för att visa att plastnedbrytande enzymer kan användas för nedbrytning av mikroplast i humanblod som en proof-of-concept. Sammanfattningsvis visade arbetet i denna avhandling potentialen att använda enzymer som katalysatorer för produktion av plattformskemikalier genom CO₂ -fixering och för polymernedbrytning vilket initierar en attraktiv väg för att sluta kretsloppet i en bioekonomi för polymera material. 

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-346252