دانشمندان آنزیم های طبیعی ایجاد می کنند که می توانند تجزیه پلاستیک را شش برابر تسریع کنند

دانشمندان آنزیمی ایجاد کرده اند که می تواند سرعت تجزیه پلاستیک را شش برابر افزایش دهد. آنزیمی که در باکتری های خانه های زباله وجود دارد و از رژیم های غذایی بطری های پلاستیکی تغذیه می کنند در ترکیب با PETase برای تسریع در تجزیه پلاستیک استفاده شده است.



سه برابر فعالیت آنزیم فوق العاده

این تیم یک آنزیم PETase طبیعی در آزمایشگاه طراحی کردند که می تواند تجزیه PET را حدود 20٪ تسریع کند. اکنون ، همان تیم فرا آتلانتیک PETase و "شریک" آن (دومین آنزیمی به نام MHETase) را با هم ترکیب کرده و حتی پیشرفت های بیشتری نیز ایجاد کرده است: به سادگی مخلوط PETase با MHETase می تواند میزان تجزیه PET را دو برابر کرده و ارتباط بین دو آنزیم را طراحی کند برای ایجاد یک "آنزیم فوق العاده" که این فعالیت را سه برابر می کند.

این تیم توسط دانشمندی طراحی PETase ، پروفسور جان مک گیهان ، مدیر مرکز نوآوری در آنزیم ها (CEI) در دانشگاه پورتسموث و دکتر گرگ بکهام ، محقق ارشد آزمایشگاه ملی انرژی های تجدید پذیر (NREL) هدایت می شوند. در امریکا.

پروفسور مک کیهان گفت: من و گرگ در حال صحبت در مورد چگونگی فرسایش سطح PETase از سطح پلاستیک هستیم ، و MHETase آن را بیشتر خرد می کند ، بنابراین طبیعی است که ببینیم آیا می توانیم از آنها با هم استفاده کنیم تا اتفاقات طبیعی را تقلید کنیم یا خیر. "

دو آنزیم با هم کار می کنند

آزمایشات اولیه نشان داد که این آنزیم ها واقعاً می توانند با هم بهتر کار کنند ، بنابراین محققان تصمیم گرفتند درست مانند اتصال دو Pac-Man با طناب ، آنها را از نظر فیزیکی به هم متصل کنند.

"کار زیادی در هر دو طرف اقیانوس اطلس انجام شده است ، اما ارزش تلاش را دارد-ما خوشحالیم که می بینیم آنزیم کایمریک جدید ما سه برابر سریعتر از آنزیم مستقل تکامل یافته طبیعی است ، و راه های جدیدی برای توسعه بیشتر باز می کند و پیشرفت. " مک گیهان ادامه داد.

هر دو PETase و MHETase-PETase که به تازگی ترکیب شده اند می توانند با هضم پلاستیک PET و بازگرداندن آن به ساختار اصلی خود عمل کنند. به این ترتیب می توان پلاستیک ها را به طور بی وقفه تولید و مورد استفاده مجدد قرار داد ، در نتیجه وابستگی ما به منابع فسیلی مانند نفت و گاز طبیعی کاهش می یابد.

پروفسور مک کیهان از یک سنکروترون در آکسفوردشایر استفاده کرد که از اشعه ایکس که 10 میلیارد برابر از خورشید قوی تر است ، به عنوان میکروسکوپ استفاده می کند ، به اندازه کافی برای مشاهده اتم های فردی. این به تیم تحقیقاتی این امکان را می دهد تا ساختار سه بعدی آنزیم MHETase را حل کند ، در نتیجه یک نقشه مولکولی برای شروع طراحی سیستم های آنزیمی سریع تر به آنها ارائه می کند.

این تحقیق جدید ترکیبی از روشهای ساختاری ، محاسباتی ، بیوشیمیایی و بیوانفورماتیک است تا درک مولکولی از ساختار و عملکرد آن را نشان دهد. این تحقیق یک تلاش گروهی عظیم است که دانشمندان را در تمام مراحل شغلی درگیر می کند.