과학자들은 Pac-Man에서 영감을 받아 플라스틱 쓰레기를 제거하는 데 도움이 될 수있는 플라스틱을 먹는 "칵테일"을 발명했습니다.
그것은 플라스틱 병을 먹는 Ideonella sakaiensis라는 박테리아에 의해 생산되는 두 가지 효소 인 PETase와 MHETase로 구성됩니다.
수백 년이 걸리는 자연 분해와 달리이 슈퍼 효소는 플라스틱을 며칠 내에 원래의 "성분"으로 전환 할 수 있습니다.
이 두 효소는 함께 작동합니다. 마치 스낵 볼을 씹는 "끈으로 연결된 두 팩맨"처럼.
이 새로운 슈퍼 효소는 2018 년에 발견 된 원래 PETase 효소보다 6 배 빠르게 플라스틱을 분해합니다.
그 목표는 폴리에틸렌 테레 프탈레이트 (PET)로, 일회용 음료수 병, 의류 및 카페트를 만드는 데 가장 많이 사용되는 열가소성 수지로, 보통 환경에서 분해되는 데 수백 년이 걸립니다.
포츠머스 대학의 John McGeehan 교수는 PA 통신사에 현재 우리는 석유 및 천연 가스와 같은 화석 자원에서 이러한 기본 자원을 얻고 있다고 말했습니다. 이것은 참으로 지속 불가능합니다.
"하지만 폐 플라스틱에 효소를 추가 할 수 있다면 며칠 안에 분해 할 수 있습니다."
2018 년 McGeehan 교수와 그의 팀은 단 며칠 만에 플라스틱을 분해 할 수있는 PETase라는 효소의 변형 된 버전을 발견했습니다.
새로운 연구에서 연구팀은 PETase를 MHETase라는 또 다른 효소와 혼합하여 "플라스틱 병의 소화율이 거의 두 배가되었다"는 사실을 발견했습니다.
그런 다음 연구진은 "팩맨 두 개를 로프로 연결"하는 것처럼 유전 공학을 사용하여이 두 효소를 실험실에서 연결했습니다.
"PETase는 플라스틱의 표면을 부식시키고 MHETase는 더자를 것입니다. 그래서 우리가 그것들을 함께 사용하여 자연의 상황을 모방 할 수 있는지 확인하는 것은 자연스러운 것 같습니다." McGeehan 교수가 말했다.
"우리의 첫 번째 실험은 그들이 함께 더 잘 작동한다는 것을 보여 주었기 때문에 우리는 그것들을 연결하기로 결정했습니다."
"우리는 우리의 새로운 키메라 효소가 자연적으로 진화 된 분리 효소보다 3 배 더 빠르다는 것을 알게되어 매우 기쁩니다.이 효소는 추가적인 개선을위한 새로운 길을 열어줍니다."
McGeehan 교수는 Oxfordshire에 위치한 싱크로트론 인 Diamond Light Source도 사용했습니다. 그것은 개별 원자를 볼 수있을만큼 충분히 강한 현미경으로 태양보다 100 억 배 더 밝은 강력한 X 선을 사용합니다.
이를 통해 연구팀은 MHETase 효소의 3 차원 구조를 결정하고 분자 청사진을 제공하여보다 빠른 효소 시스템 설계를 시작할 수있었습니다.
이 슈퍼 효소는 PET 외에도 맥주병에 사용되는 설탕 기반 바이오 플라스틱 인 PEF (폴리에틸렌 푸라 네이트)에도 사용할 수 있지만 다른 유형의 플라스틱은 분해 할 수 없습니다.
팀은 현재 기술을 상업적 목적으로 사용할 수 있도록 분해 과정을 더욱 가속화 할 방법을 찾고 있습니다.
McGeehan 교수는“효소를 더 빨리 만들수록 플라스틱을 더 빨리 분해하고 상업적 생존 가능성이 높아집니다.
이 연구는 National Academy of Sciences의 Proceedings에 발표되었습니다.
