Wetenschappers hebben een enzym gemaakt dat de afbraak van plastic zes keer kan versnellen. Een enzym dat wordt aangetroffen in vuilnisbacteriën die zich voeden met diëten met plastic flessen, is in combinatie met PETase gebruikt om de afbraak van plastic te versnellen.
Drie keer de activiteit van super-enzym
Het team heeft in het laboratorium een natuurlijk PETase-enzym ontworpen dat de afbraak van PET met ongeveer 20% kan versnellen. Nu heeft hetzelfde transatlantische team PETase en zijn 'partner' (het tweede enzym genaamd MHETase) gecombineerd om nog grotere verbeteringen tot stand te brengen: door PETase eenvoudigweg te mengen met MHETase kan de snelheid van PET-afbraak worden verhoogd. Verdubbel het en ontwerp de verbinding tussen de twee enzymen om een "super-enzym" te creëren dat deze activiteit verdrievoudigt.
Het team wordt geleid door de wetenschapper die PETase ontwierp, professor John McGeehan, directeur van het Center for Enzyme Innovation (CEI) aan de Universiteit van Portsmouth, en Dr. Gregg Beckham, een senior onderzoeker bij het National Renewable Energy Laboratory (NREL). In de VS
Professor McKeehan zei: Greg en ik hebben het over hoe PETase het oppervlak van plastic erodeert, en MHETase het verder versnippert, dus het is normaal om te zien of we ze samen kunnen gebruiken om na te bootsen wat er in de natuur gebeurt. "
Twee enzymen werken samen
Uit eerste experimenten bleek dat deze enzymen inderdaad beter met elkaar kunnen samenwerken, dus besloten de onderzoekers om ze fysiek met elkaar te verbinden, net zoals twee Pac-Man's met een touw verbinden.
"Er is veel werk verzet aan beide zijden van de Atlantische Oceaan, maar het is de moeite waard - we zijn verheugd te zien dat ons nieuwe chimere enzym drie keer sneller is dan het natuurlijk ontwikkelde onafhankelijke enzym, waardoor nieuwe wegen worden geopend voor verdere ontwikkeling. en verbetering. " McGeehan ging verder.
Zowel PETase als het nieuw gecombineerde MHETase-PETase kunnen werken door PET-plastic te verteren en het zijn oorspronkelijke structuur te herstellen. Op deze manier kunnen kunststoffen eindeloos worden vervaardigd en hergebruikt, waardoor onze afhankelijkheid van fossiele bronnen zoals olie en aardgas wordt verminderd.
Professor McKeehan gebruikte een synchrotron in Oxfordshire, die röntgenstralen gebruikt, die 10 miljard keer sterker zijn dan de zon, als microscoop, genoeg om individuele atomen te observeren. Hierdoor kon het onderzoeksteam de 3D-structuur van het MHETase-enzym oplossen, waardoor ze een moleculaire blauwdruk kregen om snellere enzymsystemen te ontwerpen.
Dit nieuwe onderzoek combineert structurele, computationele, biochemische en bio-informatica-methoden om moleculair begrip van de structuur en functie ervan te onthullen. Dit onderzoek is een enorme teaminspanning waarbij wetenschappers van alle loopbaanfasen betrokken zijn.
