वैज्ञानिकों ने एक एंजाइम तैयार किया जो हमारे जीवन में सबसे आम प्लास्टिक अपशिष्ट को तोड़ सकता है, जिससे दुनिया की सबसे बड़ी पर्यावरणीय समस्याओं में से एक को हल करना संभव हो गया है। इस खोज ने लाखों टन पॉलीथीन टीरेफेथलेट ( पीईटी) प्लास्टिक की बोतलों का पुनर्चक्रण, या पीईटी अपशिष्ट को विघटित करने के लिए जो सैकड़ों वर्षों से पर्यावरण में रहा है।
तस्वीर से पता चलता है कि प्रोफेसर जॉन मैकजीन और उनके सहयोगियों ने अनजाने में एंजाइम तैयार किया जो प्लास्टिक कचरे को अपनाने के लिए प्रकृति में प्रयुक्त एंजाइमों से बेहतर है।
डॉ ग्रेग प्रोफेसर जॉन McGeehan बेकहम पोर्ट्समाउथ विश्वविद्यालय और संयुक्त अनुसंधान की ऊर्जा अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाला अमेरिकी विदेश विभाग (एनआरईएल) ने हाल ही में पाया गया कि एक एंजाइम पीईटी (PETase) क्रिस्टल संरचना को तोड़ने के लिए इस्तेमाल किया, और 3 डी जानकारी के माध्यम से यह समझना यह कैसे काम करता है। अध्ययन के पाठ्यक्रम में, वे अनजाने में एक एंजाइम है कि प्रकृति में विकसित की तुलना में नष्ट होने योग्य प्लास्टिक के प्रदर्शन बेहतर एंजाइम तैयार किया गया है।
अब, शोधकर्ताओं ने इस एंजाइम की और अधिक सुधारों पर काम कर रहे हैं, यह टिकाऊ प्लास्टिक संयंत्र के भीतर विघटित के लिए बना रही है। वे देशी एंजाइम की संरचना के अध्ययन में एक महत्वपूर्ण सफलता हासिल की है, और इस एंजाइम जापान में अपशिष्ट रीसाइक्लिंग माना जाता है केंद्र प्रशिक्षण एक साथ है, जो बैक्टीरिया एक खाद्य स्रोत के रूप में प्लास्टिक नीचा दिखाने के लिए अनुमति देता है।
1 9 40 के दशक में, पीईटी प्लास्टिक ने प्रकृति में लंबा समय नहीं लगाया, इसलिए अनुसंधान दल एंजाइमों के विकास की पहचान करने और इसे सुधारने के लिए प्रतिबद्ध है।
अध्ययन का अंतिम लक्ष्य केवल एंजाइमों की संरचना को निर्धारित करने के लिए था, लेकिन उन्होंने कभी सोचा नहीं कि वे आगे बढ़ेंगे और अप्रत्याशित रूप से एंजाइम तैयार करेंगे जो पीईटी प्लास्टिक को बेहतर तरीके से खराब कर सकता है।
मैकजीन ने कहा: 'मूल वैज्ञानिक शोध में, आकस्मिक अक्सर एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, इसलिए हमारी आकस्मिक खोज भी सामान्य होती है।'
यद्यपि सुधार मामूली है, लेकिन इस आकस्मिक खोज से पता चलता है कि इन एंजाइमों के सुधार के लिए अभी भी और अधिक जगह है, जो हमें अपशिष्ट प्लास्टिक अपशिष्ट के इन ढेर को ठीक करने के लिए समाधान खोजने में अधिक आत्मविश्वास बनाएगी।
तस्वीर एंजाइम-गिरावट वाले पीईटी प्लास्टिक की इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप छवि दिखाती है
टीम अब सुधार लाने और एंजाइमों विकसित करने के लिए जारी रखने के लिए प्रोटीन इंजीनियरिंग तकनीकों का उपयोग कर सकते हैं।
पोर्ट्समाउथ, ऊर्जा अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाला (एनआरईएल) और ब्रिटेन के डायमंड प्रकाश स्रोत वैज्ञानिकों के संयुक्त राज्य अमेरिका विभाग के विश्वविद्यालय में एक साथ काम करने के लिए, एक खुर्दबीन के लिए सूरज की रोशनी का उपयोग कर उज्जवल से 10 अरब बार एक सिंक्रोटॉन एक्स-रे किरण व्यक्तिगत परमाणुओं निरीक्षण करने के लिए।
चित्र डायमंड प्रकाश स्रोत beamline I23 जाँच में बेंजामिन Luethi से पता चलता है, यह एंजाइम की खोज में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई
उनकी नवीनतम प्रयोगशाला का उपयोग कर I23 beamline सही PETase एंजाइम अति उच्च संकल्प 3D मॉडल का उपयोग करता है उत्पन्न करते हैं।
प्रोफेसर मैकजीन ने कहा: 'डायमंड लाइट सोर्स ने हाल ही में दुनिया में सबसे उन्नत एक्स-रे बीम लाइनों में से एक बनाया है। इस डिवाइस के माध्यम से हम एक अविश्वसनीय तरीके से पीईटीएस की 3 डी परमाणु संरचना देख सकते हैं। उत्प्रेरक का आंतरिक संचालन हमें तेजी से और अधिक कुशल एंजाइमों को डिजाइन करने के लिए एक ब्लूप्रिंट प्रदान करता है।
विकासशील पेटेस एंजाइम देशी पीईटीईस एंजाइम से बेहतर है
कम्प्यूटेशनल मॉडल में दक्षिण फ्लोरिडा और जोनास सहायता कैम्पिनास, ब्राजील के विश्वविद्यालय के विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों, शोध टीम ने पाया कि PETase cutinase एंजाइम बहुत समान दिखता है, लेकिन PETase एंजाइम भी एक और अधिक खुला सक्रिय साइट सहित, कुछ असामान्य सुविधाओं की है , एक प्राकृतिक बहुलक सिंथेटिक पॉलिमर के बजाय अनुकूल करने के लिए सक्षम है। इन मतभेदों को संकेत मिलता है कि, PETase एंजाइमों पीईटी प्लास्टिक युक्त के लिए पीईटी प्लास्टिक कमी आ सकती है और पर्यावरण विकसित किया गया है। इस परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एंजाइम के सक्रिय साइट इतना है कि यह PETase cutinase की तरह अधिक है उत्परिवर्तित।
शोधकर्ताओं ने पाया कि पीईटी प्लास्टिक प्राकृतिक एंजाइम PETase की तुलना में बेहतर में दुर्घटना विकास PETase एंजाइम गिरावट के बाद।
विशेष रूप से, इस एंजाइम आगे, furandicarboxylic एसिड polyglycol एस्टर प्लास्टिक (PEF) में कमी आ सकती एक जैविक विकल्प पीईटी प्लास्टिक के रूप में, कांच भी बीयर की बोतलों के लिए एक विकल्प माना जाता है।
पोर्ट्समाउथ विश्वविद्यालय द्वारा अध्ययन, ऊर्जा अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाला (एनआरईएल) और जैव प्रौद्योगिकी और जैव विज्ञान अनुसंधान परिषद (बीबीएसआरसी) संयुक्त राज्य अमेरिका विभाग वित्त पोषित।