Die Kunststoffflaschen, die wir heute verlassen haben, stehen noch Hunderte von Jahren auf der Erde, die kontinuierliche Ansammlung von Plastik hat zu extrem ernsten Umweltverschmutzungsproblemen geführt, und der dadurch verursachte ökologische Schaden ist erschreckend, zum Beispiel sind viele Organismen im Ozean dafür verantwortlich. Existiert und konfrontiert mit Todesdrohungen.
In den letzten Jahren haben Wissenschaftler entdeckt, dass Stämme, die sich wirklich von Kunststoffen ernähren können, und weiterhin diese Stämme verbessern, um ihre betriebliche Effizienz durch den Einsatz von Protein-Engineering und Protein-Evolution zu verbessern.
Plastik ist ein komplexes und wasserunlösliches Polymer mit einer langen sich wiederholenden Molekülkette.Die Stärke dieser langen Molekülketten macht Kunststoffe zu einem sehr haltbarenMaterial, das lange braucht, um von Natur aus abgebaut zu werden. Indem sie in kleinere lösliche chemische Einheiten zerlegt werden, können neue Kunststoffe in einem geschlossenen Kreislaufsystem durch Sammeln und Recyceln dieser Grundeinheiten gebildet werden.
Im Jahr 2016 testeten japanische Wissenschaftler verschiedene Bakterien aus Plastikflaschenrecyclinganlagen und fanden heraus, dass Ideonella sakaiensis 201-F6 den Kunststoff verarbeiten konnte, aus dem Einweg-Getränkeflaschen hergestellt wurden - PET (Polyethylenterephthalat). Bakterien sezernieren ein Enzym namens PETase, das bestimmte chemische Bindungen (Ester) in PET bricht, so dass diese kleineren Moleküle von Bakterien absorbiert werden und der Kohlenstoff im Molekül als Nahrung verwendet wird. Quelle.
Obwohl wir auch wissen, dass es andere bakterielle Enzyme gibt, die PET langsam verdauen können, scheint sich das neue Enzym dieser Arbeit zu widmen, die den Kunststoff schneller und effizienter zersetzt und hat Das Potenzial des Zyklus.
Daher haben mehrere Forschungsteams versucht, die Struktur von PETase zu verstehen, wie das funktioniert.Im vergangenen Jahr haben Teams aus China, Korea, dem Vereinigten Königreich, den Vereinigten Staaten und Brasilien hochaufgelöste Enzymstrukturen und verwandte Enzyme veröffentlicht Mechanismus-Analysepapiere: Diese Papiere zeigen, dass der Teil des PETase-Proteins, der den chemischen Verdau durchführt, sich an die Oberfläche des PET bindet und bei 30 ° C arbeitet, wodurch es in den Bioreaktor zurückgeführt werden kann Die Idee, bakterielle Enzyme zu verwenden, um Kunststoffe zu zersetzen und zu recyceln, ist immer noch eine Selbstverständlichkeit, da die physikalischen Eigenschaften von Kunststoffen dazu führen, dass sie weniger mit Enzymen interagieren.
Das PET, das zur Herstellung von Getränkeflaschen verwendet wird, hat eine semikristalline Struktur, so dass die Kunststoffmoleküle sehr dicht gepackt sind, wodurch das Enzym schwierig zu kontaktieren ist.Die neuesten Untersuchungen zeigen, dass das modifizierte Enzym aufgrund der damit verbundenen Reaktion wahrscheinlich sehr stark wirksam ist Dieser Teil des Moleküls hat eine starke Kontaktfähigkeit, die sogar die PET-Moleküle, die maskiert wurden, lenken kann.
Es ist eigentlich ziemlich ungewöhnlich, ein Enzym künstlich modifizieren zu wollen, um es produktiver zu machen, als wenn es in seinem natürlichen Zustand ist.Vielleicht ist das Ergebnis dieser Forschung die Tatsache, dass sich Bakterien kürzlich zum Überleben entwickelt haben. Die Fähigkeit, PETase gegen synthetische Kunststoffe zu nutzen Vielleicht können Wissenschaftler die natürliche Evolution durch die Optimierung von PETasen überwinden Aber es gibt auch ein beunruhigendes Problem: Obwohl alle modifizierten Bioreaktoren in der Biometrie eingesetzt werden können Kontrolle, aber ihre Fähigkeit, sich in Kunststoffe zu entwickeln, die abgebaut und verbraucht werden können, kann bedeuten, dass der Kunststoff, auf den wir uns verlassen, nicht so haltbar ist, wie wir denken.
Wenn es mehr Bakterien gibt, die Kunststoff in der Natur fressen können, drohen jene Kunststoffprodukte oder Bauwerke, die ursprünglich für viele Jahre angelegt waren, bis die Kunststoffindustrie vor großen Herausforderungen steht, um zu verhindern, dass Plastikprodukte von hungrigen Mikroben kontaminiert werden. .