Истражувачите идентификуваа и конструираа ензим кој може да вари и консумира некои од нашите најчесто загадувачи пластика обезбедување надеж за рециклирање и борба Загадувањето
Загадување пластика е најголемиот еколошки предизвик во светот во форма на пластика Загадувањето и оптималното решение на овој проблем сè уште останува неостварливо. Повеќето пластика се направени од нафта или природен гас кои се необновливи ресурси кои се извлекуваат и преработуваат со користење на енергетски интензивни техники. Така, нивното производство и самото производство е многу деструктивно за кревките екосистеми. Уништувањето на пластиката (најчесто со согорување) предизвикува воздух, вода и земјиште Загадувањето. Околу 79 отсто од пластиката произведена во последните 70 години е фрлена, или во депониите или во општата средина, додека само околу девет отсто се рециклира, а остатокот се согорува. Овој процес на согорување ги изложува ранливите работници на токсични хемикалии кои вклучуваат супстанции кои предизвикуваат рак. Се вели дека океаните содржат околу 51 трилион микропластични честички и полека го исцрпуваат морскиот свет. Некои од пластичните микрочестички се издувани во воздухот што води до Загадувањето и реална е можност да ги вдишуваме. Никој не можеше да предвиди во 1960-тите дека доаѓањето и популарноста на пластиката еден ден ќе стане товар со огромен пластичен отпад што ќе лебди во нашите прекрасни океани, воздух и ќе биде фрлен на нашите скапоцени земји.
Пластика пакувањето е најголемата закана и најкоруптивната употреба на пластиката. Но, проблемот е што пластичната кеса ја има насекаде, се користи за секоја мала намена и нема контрола врз нејзината употреба. Овој вид синтетичка пластика не се разградува, туку само седи и се акумулира на депониите и придонесува за животната средина Загадувањето. Имаше иницијативи за „целосна забрана за пластика“, особено полистирен кој се користи во пакувањето. Сепак, ова не води до посакуваните резултати бидејќи пластиката сè уште е сеприсутна во земјата, воздухот и водата и постојано расте. Со сигурност може да се каже дека пластиката можеби не е ни видлива со голо око цело време, но ја има насекаде! Жално е што не можеме да се справиме со проблемот со рециклирање и отстранување на пластичниот материјал.
Во студијата објавена во Зборник на трудови на Националната академија на науките САД, истражувачите открија позната природна ензим која се храни со пластика. Ова беше случајно откритие додека ја испитуваа структурата на ензимот кој беше пронајден во отпад подготвен за рециклирање во центар во Јапонија. Овој ензим наречен Ideonella sakaiensis 201-F6, може да „јаде“ или „исхрани“ патентирана пластика ПЕТ или полиетилен терефталат кој најчесто се користи во милиони тони пластични шишиња. Ензимот во основа дозволил бактеријата да ја разградува пластиката како нивен извор на храна. Во моментов не постојат решенија за рециклирање на ПЕТ, а пластичните шишиња направени од ПЕТ опстојуваат повеќе од стотици години во животната средина. Оваа студија предводена од тимови од Универзитетот во Портсмут и Националната лабораторија за обновлива енергија на Министерството за енергија на САД (NREL) генерира огромна надеж.
Првичната цел беше да се одреди тридимензионалната кристална структура на овој природен ензим (наречен PETase) и да се искористат овие информации за да се разбере како точно функционира овој ензим. Тие користеа интензивен зрак на Х-зраци - кои се 10 милијарди пати посветли од сонцето - за да ја разјаснат структурата и да видат поединечни атоми. Ваквите моќни зраци овозможија да се разбере внатрешната работа на ензимот и обезбедија правилни планови за да може да се создадат побрзи и поефикасни ензими. Откриено е дека PETase изгледа многу слично на друг ензим наречен кутиназа, освен што PETase има посебна карактеристика и „поотворено“ активно место, за кое се смета дека ги сместува човечкото полимери (наместо природните). Овие разлики веднаш укажаа дека PETase може да биде повеќе еволуирана особено во средина што содржи PET и на тој начин може да го деградира PET. Тие мутираа на активното место на PETase за да изгледа повеќе како кутиназа. Она што следеше беше сосема неочекуван исход, мутантот на PETase беше во можност да го деградира PET уште подобро од природната PETase. Така, во процесот на разбирање и обид за подобрување на способноста на природниот ензим, истражувачите завршија случајно инженеринг нов ензим кој беше подобар од природниот ензим во разградувањето на ПЕТ. пластика. Овој ензим може да го разгради и полиетилен фурандикарбоксилат или PEF, био-базирана замена за ПЕТ пластиката. Алатките за ензимско инженерство и еволуција може постојано да се применуваат за понатамошно подобрување. Истражувачите бараат начин за подобрување на ензимот за да може неговата функција да се вклучи во моќна индустриска структура од големи размери. Инженерскиот процес е многу сличен на ензимите кои моментално се користат во детергенти за био-миење или во производството на биогорива. Технологијата постои и затоа индустриската одржливост треба да биде остварлива во наредните години.
Потребни се дополнителни истражувања за да се разберат некои аспекти од оваа студија. Прво, ензимот разложува поголеми парчиња пластика на помали парчиња, затоа поддржува рециклирање на пластични шишиња, но сета оваа пластика прво треба да се обнови. Оваа „помала“ пластика кога ќе се извлече може да се користи за да се врати во пластични шишиња. Ензимот навистина не може „сам да оди и да најде пластика“ во околината. Една од предложените опции може да биде да се засади овој ензим во некои бактерии кои можат да почнат да ја разградуваат пластиката со поголема брзина додека издржуваат високи температури. Исто така, долгорочното влијание на овој ензим сè уште треба да се разбере.
Влијанието на таквото иновативно решение за справување со пластичниот отпад би било многу големо на глобално ниво. Ние се обидуваме да се справиме со проблемот со пластиката уште од појавата на самата пластика. Имаше закони со кои се забранува употреба на една пластика, а исто така рециклирана пластика сега се фаворизира насекаде. Дури и малите чекори како забрана на пластичните кеси за носење во супермаркетите се појавија низ медиумите. Поентата е дека треба да дејствуваме брзо ако сакаме да го зачуваме нашето планетата од пластика Загадувањето. Иако мораме да продолжиме да го прифаќаме рециклирањето во нашиот секојдневен живот, истовремено охрабрувајќи ги и нашите деца да го прават тоа. Сè уште ни треба добро долгорочно решение кое може да оди рака под рака со нашите сопствени индивидуални напори. Ова истражување означува почеток за справување со еден од најголемите проблеми што ги имаме планетата се соочува.
***
{Можете да го прочитате оригиналниот истражувачки труд со кликнување на врската DOI дадена подолу во списокот со цитирани извори}
Извор (и)
Хари П и сор. 2018. Карактеризација и инженерство на ароматична полиестераза што разградува пластика. Зборник на трудови на Националната академија на науките. https://doi.org/10.1073/pnas.1718804115
