Ғалымдар Пак-Маннан шабыт алып, пластмассадан тұратын «коктейль» ойлап тапты, бұл пластикалық қалдықтарды жоюға көмектеседі.
Ол пластикалық бөтелкелермен қоректенетін Ideonella sakaiensis деп аталатын бактериялар шығаратын екі PETase және MHETase ферменттерінен тұрады.
Жүздеген жылдар қажет табиғи деградациядан айырмашылығы, бұл супер фермент бірнеше күн ішінде пластикті өзінің бастапқы «компоненттеріне» айналдыра алады.
Бұл екі ферменттер тіскебасарды шайнайтын «жіппен байланысқан екі Pac-Man» сияқты бірігіп жұмыс істейді.
Бұл жаңа супер фермент 2018 жылы ашылған ПЕТаза ферментіне қарағанда пластикті 6 есе тез сіңіреді.
Оның мақсаты - полиэтилентерефталат (PET), қоршаған ортаға ыдырау үшін жүздеген жылдар қажет болатын, бір реттік сусын бөтелкелерін, киімдер мен кілемдер жасау үшін қолданылатын ең көп таралған термопластик.
Портсмут университетінің профессоры Джон МакГихан ПА ақпараттық агенттігіне қазіргі кезде біз бұл негізгі ресурстарды мұнай мен табиғи газ сияқты қазба байлықтардан аламыз деп айтты. Бұл шынымен де тұрақсыз.
«Бірақ егер біз пластиктің қалдықтарына ферменттерді қоса алсақ, оны бірнеше күнде бұзуға болады».
2018 жылы профессор МакГихан және оның командасы бірнеше күн ішінде пластиканы бұза алатын PETase деп аталатын ферменттің өзгертілген нұсқасына тап болды.
Жаңа зерттеуінде зерттеу тобы ПЭТаза-ны MHETase деп аталатын басқа ферментпен араластырып, «пластикалық бөтелкелердің сіңімділігі екі есеге жуық артқанын» анықтады.
Содан кейін зерттеушілер генетикалық инженерияны осы екі ферменттерді зертханада байланыстыру үшін қолданды, мысалы, «екі Pac-Man-ді арқанмен байланыстыру» сияқты.
«PETase пластиктің бетін жояды, ал MHETase одан әрі кесіп тастайды, сондықтан оларды табиғаттағы жағдайға еліктеу үшін бірге қолдана аламыз ба, ол табиғи сияқты». Профессор МакГихан айтты.
«Біздің алғашқы экспериментіміз олардың бірлесіп жұмыс жасайтындығын көрсетті, сондықтан біз оларды байланыстыруға шешім қабылдадық».
«Біздің жаңа химерлі ферменттің табиғи жолмен дамыған изоляттық ферменттен үш есе жылдам екендігіне біз өте қуаныштымыз, бұл одан әрі жетілдіруге жаңа жол ашады».
Профессор МакГихан Оксфордширде орналасқан синхротронды алмаз жарық көзін де қолданды. Ол микроскоп ретінде күн сәулесінен 10 миллиард есе жарқын қуатты рентген сәулесін қолданады, оның жеке атомдарды көруге күші жетеді.
Бұл зерттеу тобына MHETase ферментінің үш өлшемді құрылымын анықтауға және тезірек ферменттік жүйені жобалауды бастау үшін молекулалық жоспармен қамтамасыз етуге мүмкіндік берді.
Бұл супер ферментті ПЭТ-тен басқа сыра бөтелкелерінде қолданылатын қант негізіндегі биопластикалық ПЭФ (полиэтилен фуранаты) үшін де қолдануға болады, бірақ ол басқа пластмасса түрлерін бұза алмайды.
Қазіргі уақытта команда технологияны коммерциялық мақсаттарда пайдалану үшін ыдырау процесін одан әрі жеделдетудің жолдарын іздеуде.
«Біз ферменттерді қаншалықты тез жасасақ, пластиктерді де соншалықты тез ыдыратамыз және оның коммерциялық өміршеңдігі соғұрлым жоғары болады», - дейді профессор МакГихан.
Бұл зерттеу Ұлттық ғылым академиясының еңбектерінде жарияланған.
