PETyFLY
Valorisatie van met PET verontreinigde reststromen
Oppervlakte display van PET-hydrolyserende enzymen bij gist voor PET degradatie en de voorbehandeling van PET-houdende organische nevenstromen voor de kweek van zwarte soldatenvlieg larven
Projectdoelstelling
Polyethyleentereftalaat (PET) is wereldwijd een van de meest gebruikte synthetische polyesters en wordt toegepast als verpakkingsmateriaal. Gezien hun veelvuldig gebruik, in combinatie met het ontbreken en/of falen van recyclingprogramma's, zijn deze kunststoffen en hun gefragmenteerde varianten, d.w.z. microen meso kunststoffen, alom aanwezig in organische zijstromen. Zo zijn er PET-plastics gevonden in waardevolle restbiomassa afkomstig van de voedingsindustrie, supermarkten en restaurants. Mocht deze biomassa worden gebruikt als voer voor het kweken van insecten, dan kunnen deze PET-deeltjes de insectengroei en bioconversie aantasten of zich ophopen in de insectenbiomassa. Tegelijkertijd kunnen deze kunststoffen terechtkomen in de insectenresten, ook wel frass genoemd, wat het gebruik als organische mest belemmert. Om deze verontreinigde waardevolle biomassastromen te valoriseren, willen we in dit project PET-hydrolasen op het celoppervlak van gist tot expressie brengen om PET af te breken. Het vermogen van deze geconstrueerde giststammen om resterende PET af te breken en zo te dienen als een voorbehandelingsmethode voor dergelijke met PET verontreinigde biomassa, voorafgaand aan het kweken van zwarte soldatenvliegen, zal worden beoordeeld. Als dit lukt, zal dit een waardevoller gebruik van dergelijke afvalstromen opleveren, waardoor een open kringloop in onze voedselketen wordt gesloten.
Projectverloop
Om de doelstellingen te bereiken, zijn in totaal vier werkpakketten gepland. WP1 zal zich richten op het genereren, karakteriseren en scheiden van post-consument PET microplastics. Dit zal een basislijn opleveren waarop de impact van de afbraak van PET door gist (en/of BSF-larven) verderop in het project kan worden bepaald. De gegevens gegenereerd in WP1 zullen ook licht werpen op de karakteristieken (kristalliniteit, molaire massa, polymeerstructuur) van zelf gegenereerde post-consument PET microplastics. In het parallelle werkpakket (WP2) zal moleculaire engineering van S. cerevisiae worden uitgevoerd om een S. cerevisiae hele-celkatalysator met hoge PET-afbraakactiviteit te construeren. Dit zal onschatbare informatie opleveren over de ideale lay-out van deze constructen om een optimale PETase-activiteit van het FAST-PETase enzym te bereiken. Er kunnen echter nog betere enzymen bestaan, en in WP3 zal een zoektocht naar orthologen in een eiwitdatabank gecombineerd met een gene shuffling aanpak en high-throughput selectie gebruikt worden om het repertoire van PET hydrolyserende enzymen nog verder uit te breiden. Na de selectie van het meest krachtige S. cerevisiae isolaat in de werkelijke kunstmatige organische afvalstroom (=swill) (taak 2.4), zal ten slotte in WP4 het effect van de beste hele-celkatalysator op de prestaties van de BSF larven en de PET microplastics contaminatie worden onderzocht.
Dit project is een samenwerking tussen
