دانشمندان یک آنزیم را طراحی کرده اند که می تواند شایعترین ضایعات پلاستیکی در زندگی ما را از بین ببرد و این امکان را برای حل یکی از بزرگترین مشکلات زیست محیطی در جهان فراهم آورده است. این کشف میلیون ها تن پلی اتیلن ترفتالات PET) بازیافت بطریهای پلاستیکی ساخته شده یا تجزیه PET زباله که در محیط زیست برای صدها سال است.
این تصویر نشان می دهد که پروفسور جان مک گین و همکارانش عمدا آنزیم را طراحی کرده اند که بهتر از آنزیم هایی است که در طبیعت برای تخریب ضایعات پلاستیک استفاده می شود.
دکتر گرگ پروفسور جان McGeehan دانشگاه بکهام پورتسموث و وزارت آزمایشگاه انرژی های تجدید پذیر انرژی (NREL) از تحقیقاتی مشترک به تازگی دریافتند که یک آنزیم مورد استفاده برای شکستن PET (PETase) ساختار کریستالی و آن را درک کنند از طریق اطلاعات 3D چگونه کار می کند. در این دوره از مطالعه، آنها را سهوا یک آنزیم است که در طبیعت تکامل یافته از عملکرد پلاستیکهای تخریبپذیر آنزیم بهتر طراحی شده است.
در حال حاضر، محققان در حال کار بر روی بهبود بیشتر این آنزیم، و آن را پایدار برای پلاستیک در گیاه تجزیه آنها دستیابی به موفقیت در مطالعه ساختار آنزیم های بومی ساخته شده، و این آنزیم اعتقاد بر این است بازیافت مواد مصرفی در ژاپن آموزش مرکز با هم، که اجازه می دهد تا باکتری ها به کاهش پلاستیک به عنوان یک منبع غذایی.
در 1940s، پلاستیک PET ظاهر شد مدت زمان طولانی در طبیعت نیست، به طوری که تیم تحقیقاتی به شناسایی و توسعه آنزیم متعهد می توانید آن را بهبود بخشد.
هدف نهایی از پژوهش فقط برای تعیین ساختار آنزیم، اما آنها می خواستند را بیشتر، و به طور غیر منتظره یک آنزیم است که می تواند شکسته پلاستیک PET بهتر ارائه شده است.
McGeehan گفت: "بر اساس تحقیقات علمی، شانس اغلب نقش مهمی ایفا می کند، بنابراین ما اتفاقی یافته های طبیعی هستند.
"اگر چه بهبود کمی، اما شانس پیدا کردن نشان می دهد که فضای بیشتری برای بهبود این آنزیم وجود دارد، ما را با اعتماد به نفس بیشتر برای پیدا کردن راه حل برای بازیافت این کوه زباله های پلاستیکی از زباله.
تصویر نشان می دهد تخریب آنزیمی از تصویر میکروسکوپ الکترونی از یک پلاستیک PET
تیم تحقیقاتی هم اکنون می تواند تکنیک های پروتئین و تکنیک های تکاملی را برای ادامه آنزیم ها بهبود بخشد.
دانشگاه پورتسموث، وزارت کار ایالات متحده آزمایشگاه انرژی های تجدید پذیر انرژی (NREL) و دانشمندان منبع نور الماس بریتانیا با هم کار کنند، با استفاده از نور خورشید روشن تر از 10 میلیارد بار در سنکروترون پرتو اشعه ایکس برای یک میکروسکوپ برای مشاهده اتمها.
تصویر نشان می دهد بنیامین Luethi در چک کردن I23 پرتوی نور این آزمایش منبع نور الماس، نقش مهمی در کشف آنزیم در بازی
پرتوی نور این آزمایش با استفاده از I23 شدن آزمایشگاه خود را تولید آنزیم دقیق PETase با استفاده از مدل های 3D با وضوح فوق العاده بالا است.
پروفسور McGeehan گفت: "منبع نور الماس به تازگی یکی از پیشرفته ترین پرتوهای پرتو ایکس در جهان را ایجاد کرده است. با استفاده از این دستگاه می توان ساختار اتمی 3D PETase را با روش باور نکردنی مشاهده کرد. کارکرد داخلی کاتالیزور، ما را برای طراحی سریع و کارآمدتری از آنزیم ها آماده می کند.
آنزیم PETASE تکاملی بهتر از آنزیم بوتاکس است
در مدل محاسباتی دانشمندان از دانشگاه فلوریدای جنوبی و دانشگاه جوناس راهنما Campinas از، برزیل، تیم تحقیقاتی دریافت که آنزیم cutinase PETase نظر می رسد بسیار مشابه، اما آنزیم PETase همچنین دارای برخی از ویژگی های غیر معمول، از جمله سایت های فعال باز ، قادر به انطباق به جای یک پلیمر طبیعی پلیمرهای مصنوعی. این تفاوت ها نشان می دهد که، آنزیم PETase ممکن است PET پلاستیکی برای حاوی پلاستیک PET کاهش و تا محیط زیست تبدیل شده است. برای آزمایش این فرضیه، محققان سایت فعال آنزیم به طوری که آن را بیشتر شبیه cutinase PETase است جهش یافته است.
محققان دریافتند که پس از حادثه تکامل PETase تخریب آنزیم در پت پلاستیکی بهتر از آنزیم های طبیعی PETase.
شایان ذکر است که این آنزیم همچنین می تواند پلاستیک پلی اتیلن گلیکول استر (PEF) اسید دیارکسیلیک اسید را از بین ببرد و همچنین جایگزینی برای بطری های شیشه ای شیشه ای به عنوان یک جایگزین بیولوژیکی برای پلاستیک های PET است.
این مطالعه توسط دانشگاه پورتسموث، آزمایشگاه انرژی تجدید پذیر وزارت انرژی آمریکا (NREL) و شورای تحقیقات علوم بیوتکنولوژی و زیست شناسی (BBSRC) تأمین شده است.