ابتكر العلماء إنزيمًا يمكنه زيادة معدل تحلل البلاستيك ست مرات. تم استخدام إنزيم موجود في بكتيريا القمامة التي تتغذى على حمية الزجاجات البلاستيكية مع PETase لتسريع تحلل البلاستيك.
ثلاث مرات من نشاط السوبر انزيم
صمم الفريق إنزيم PETase الطبيعي في المختبر ، والذي يمكنه تسريع تحلل PET بنسبة 20٪ تقريبًا. الآن ، قام نفس الفريق عبر المحيط الأطلسي بدمج PETase و "شريكه" (الإنزيم الثاني المسمى MHETase) لإنتاج تحسينات أكبر: يمكن لمزج PETase مع MHETase أن يزيد من معدل تحلل PET مرتين ، وتصميم الاتصال بين الإنزيمين لإنشاء "إنزيم فائق" يضاعف هذا النشاط ثلاث مرات.
يقود الفريق العالم الذي صمم PETase ، والبروفيسور جون ماكجيهان ، مدير مركز ابتكار الإنزيم (CEI) في جامعة بورتسموث ، والدكتور جريج بيكهام ، الباحث الأول في المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL). في الولايات المتحدة.
قال البروفيسور ماكيهان: أنا وجريج نتحدث عن كيفية تآكل PETase لسطح البلاستيك ، و MHETase يمزقها أكثر ، لذلك من الطبيعي أن نرى ما إذا كان بإمكاننا استخدامها معًا لتقليد ما يحدث في الطبيعة. "
يعمل إنزيمان معًا
أظهرت التجارب الأولية أن هذه الإنزيمات يمكن أن تعمل معًا بشكل أفضل بالفعل ، لذلك قرر الباحثون محاولة ربطهم ماديًا ، تمامًا مثل ربط اثنين من باك مان بحبل.
"لقد تم إنجاز الكثير من العمل على جانبي المحيط الأطلسي ، لكن الأمر يستحق الجهد - يسعدنا أن نرى أن إنزيمنا الخيمري الجديد أسرع بثلاث مرات من الإنزيم المستقل المتطور بشكل طبيعي ، مما يفتح آفاقًا جديدة لمزيد من التطوير والتحسين ". تابع ماكجيهان.
يمكن لكل من PETase و MHETase-PETase المدمج حديثًا العمل عن طريق هضم بلاستيك PET واستعادته إلى هيكله الأصلي. بهذه الطريقة ، يمكن تصنيع البلاستيك وإعادة استخدامه إلى ما لا نهاية ، وبالتالي تقليل اعتمادنا على الموارد الأحفورية مثل النفط والغاز الطبيعي.
استخدم البروفيسور ماكيهان السنكروترون في أوكسفوردشاير ، والذي يستخدم الأشعة السينية ، والتي هي أقوى بعشرة مليارات مرة من الشمس ، كمجهر ، وهو ما يكفي لمراقبة الذرات الفردية. سمح ذلك لفريق البحث بحل البنية ثلاثية الأبعاد لإنزيم MHETase ، وبالتالي تزويدهم بمخطط جزيئي لبدء تصميم أنظمة إنزيم أسرع.
يجمع هذا البحث الجديد بين الأساليب الهيكلية والحسابية والكيميائية الحيوية والمعلوماتية الحيوية للكشف عن الفهم الجزيئي لهيكلها ووظيفتها. هذا البحث هو جهد جماعي ضخم يشارك فيه العلماء من جميع المراحل المهنية.
