In futuro ci sarà l'odore di una vacanza al mare nelle fabbriche chimiche del mondo?
Un gruppo di ricercatori scopre come le alghe possono contribuire alla produzione di prodotti chimici di uso quotidiano
Le sostanze chimiche contenenti cloro sono parte integrante della nostra vita quotidiana. Tuttavia, la clorazione, cioè l'incorporazione del cloro nei composti, è difficile e spesso onerosa per l'uomo e l'ambiente, ma difficilmente può essere sostituita. Un team guidato dalla chimica Tanja Gulder dell'Università del Saarland ha ora fatto una scoperta che potrebbe aprire la strada alla clorazione ecologica di composti chimici, come la plastica o i farmaci, grazie alle alghe blu-verdi. Il loro metodo è stato pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications.
Molti prodotti che utilizziamo nella vita quotidiana contengono atomi di cloro, che ne determinano in modo significativo le proprietà. Sono ovunque, dai disinfettanti per piscine, plastica e abbigliamento a numerosi farmaci. La nostra vita moderna non sarebbe possibile senza sostanze contenenti cloro. "Il cloruro di polivinile (PVC), ad esempio, non esisterebbe se non contenesse cloro", afferma Tanja Gulder, docente di chimica organica all'Università del Saarland. Tuttavia, l'introduzione di atomi di cloro nei composti di base, nota come clorazione, necessaria per la produzione di questi materiali di uso quotidiano, è molto problematica: "Il cloro gassoso è tossico per noi e la clorazione con il cloro gassoso non è nemmeno molto ecologica", spiega la chimica.
Grazie alla sua ricerca, però, in futuro le cose potrebbero cambiare. Tanja Gulder e il suo team hanno trovato un modo per clorare i composti senza utilizzare il gas cloro, tossico e dannoso per l'ambiente. Per farlo, hanno preso in considerazione un enzima che in realtà è noto da molto tempo. Tuttavia, finora tutti gli scienziati non avevano semplicemente esaminato la parte giusta dell'enzima. In parole povere, la musica dell'enzima durante la clorazione non suona nel punto in cui gli esperti si aspettano.
L'enzima è una cosiddetta aloperossidasi vanadio-dipendente, o in breve VHPO, che contiene vanadato, un sale dell'elemento vanadio. "Questi enzimi si trovano principalmente nelle alghe blu e brune e sono responsabili del tipico 'odore di alga' quando le alghe giacciono sulla spiaggia", spiega Tanja Gulder. Come tutti gli enzimi, questo interessante enzima ha il cosiddetto centro attivo, che reagisce quando viene avviata una reazione catalitica, nel caso delle alghe la bromurazione. L'enzima è quindi fondamentalmente adatto anche alla clorazione. Tuttavia, deve essere reso capace di farlo, poiché non lo fa in modo naturale. "Per ottenere questo risultato, tutti hanno sempre guardato al centro attivo dell'enzima delle alghe blu-verdi. Ma nessuno ha ancora capito cosa succede esattamente. Ecco perché non siamo ancora riusciti a utilizzare le VHPO per trovare alternative ecologiche alla clorazione con cloro gassoso", spiega Tanja Gulder a proposito dello stato attuale delle cose.
"Tuttavia, ora abbiamo esaminato alcune sequenze proteiche di questi VHPO con i bioinformatici dell'Università di Lipsia e abbiamo scoperto qualcosa di completamente nuovo. È interessante notare che i cambiamenti nella molecola non sono avvenuti nel centro attivo quando abbiamo scambiato gli amminoacidi nel modello computerizzato per scoprire quale fosse il più adatto ad avviare la clorazione", spiega lo scienziato. Invece, le strutture molecolari sono cambiate al di fuori del centro attivo, che in precedenza era stato al centro dell'attenzione degli scienziati di tutto il mondo.
"Finora abbiamo semplicemente guardato al posto sbagliato della proteina", si rende conto Tanja Gulder con sobrietà. "Si tratta di qualcosa di completamente nuovo che non abbiamo mai visto prima in questa classe di enzimi", ha classificato la scoperta, che è stata ora pubblicata sulla prestigiosa rivista Nature Communications. "È forse paragonabile a un'automobile che, cambiando il tergicristallo, può andare a 300 km/h invece che a 150 km/h!".
Ora che gli esperti sanno dove cercare per avviare in modo specifico la clorazione dell'enzima delle alghe blu-verdi, questo offre anche l'opportunità di ricercare nuovi processi di clorazione ecologici che potrebbero fare a meno dell'uso di cloro gassoso tossico. Se in futuro le fabbriche chimiche di tutto il mondo avranno l'odore delle vacanze al mare, sapremo perché.
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