Plastik yiyen enzim, plastik atıklar için yeni bir umut veriyor.
Plastik yiyen PETase enzimini yeniden tasarlayan bilim adamları şimdi plastiği altı kata kadar daha hızlı sindirebilen bir enzim ‘kokteyli’ yarattılar.
Plastik şişelerle beslenen aynı çöpte yaşayan bakteride bulunan ikinci bir enzim, plastiğin parçalanmasını hızlandırmak için PETase ile birleştirildi.
PETase, polietilen tereftalatı (PET) yapı taşlarına ayırarak plastiği sonsuz bir şekilde geri dönüştürmek ve plastik kirliliğini ve iklim değişikliğine neden olan sera gazlarını azaltmak için bir fırsat yaratır.
PET, tek kullanımlık içecek şişeleri, giysi ve halı yapımında kullanılan en yaygın termoplastiktir ve çevrede parçalanması yüzlerce yıl alır, ancak PETase bu süreyi günlere kısaltabilir.
İlk keşif, plastik geri dönüşümünde bir devrim olasılığı oluşturdu ve plastik atıklarla mücadele etmek için potansiyel bir düşük enerjili çözüm yarattı. Ekip, laboratuvardaki doğal PETaz enzimini PET’i parçalamada yaklaşık yüzde 20 daha hızlı olacak şekilde tasarladı.
Şimdi, aynı Atlantik ötesi ekip, çok daha büyük iyileştirmeler elde etmek için PETase ve MHETase adlı ikinci bir enzim olan ‘ortağı’ nı birleştirdi: PETazın MHETase ile karıştırılması PET parçalanma hızını iki katına çıkardı ve iki enzim arasında bir bağlantı kurarak Bir ‘süper enzim’ yarattı, bu aktiviteyi üç kat daha artırdı.
Çalışma, Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayınlandı.
Ekip, PETase’i tasarlayan bilim adamları, Portsmouth Üniversitesi Enzim İnovasyon Merkezi (CEI) Direktörü Profesör John McGeehan ve Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı’nda (NREL) Kıdemli Araştırma Görevlisi Dr. Gregg Beckham tarafından ortaklaşa yönetildi. ABD’de.
Profesör McGeehan şunları söyledi: ‘Gregg ve ben PETase’nin plastiklerin yüzeyine nasıl saldırdığı ve MHETase’nin işleri nasıl daha da parçaladığı hakkında sohbet ediyorduk, bu yüzden doğada olanları taklit ederek onları birlikte kullanıp kullanamayacağımızı görmek doğal görünüyordu.
Orijinal PETaz enzimi keşfi, küresel plastik kirliliği sorununa bir çözümün kavranabileceğine dair ilk umudu müjdeledi, ancak PETase tek başına süreci, gezegeni çöpe atan tonlarca atılmış PET şişeyi işlemek için ticari olarak uygun hale getirecek kadar hızlı değil.
Onu ikinci bir enzimle birleştirmek ve birlikte daha hızlı çalıştıklarını bulmak, plastik atığa bir çözüm bulma yolunda ileriye doğru bir adım daha atıldığı anlamına geliyor.
PETase ve yeni kombine MHETase-PETase, PET plastiği sindirerek çalışır ve onu orijinal yapı taşlarına geri döndürür. Bu, plastiklerin sonsuz bir şekilde üretilmesine ve yeniden kullanılmasına izin vererek, petrol ve gaz gibi fosil kaynaklara olan bağımlılığımızı azaltır.
Dr. Bu, ekibin MHETase enziminin 3B yapısını çözmesine olanak tanıdı ve onlara daha hızlı bir enzim sistemi mühendisliğine başlamaları için moleküler planlar verdi.
Yeni araştırma, yapısına ve nasıl işlediğine dair moleküler içgörüleri ortaya çıkarmak için yapısal, hesaplamalı, biyokimyasal ve biyoinformatik yaklaşımları birleştirdi. Çalışma, kariyerlerinin her düzeyindeki bilim insanlarını içeren büyük bir ekip çalışmasıydı.
En küçük yazarlardan biri olan ve Portsmouth CEI-NREL doktora öğrencisi Rosie Graham şunları söyledi: ‘Araştırmanın en sevdiğim kısmı, ister kahve içerken, ister trenle gidip gelirken veya üniversite koridorlarından geçerken olsun, fikirlerin nasıl başladığıdır.
Enzim İnovasyon Merkezi, enzimleri doğal ortamdan alır ve sentetik biyolojiyi kullanarak bunları endüstri için yeni enzimler yaratmak üzere uyarlar.
