오늘날 우리가 도망 쳤던 플라스틱 병은 수백 년 후에도 지구상에 서 있습니다. 플라스틱의 지속적인 축적으로 인해 심각한 오염 문제가 발생했으며 이로 인한 생태 피해가 놀랍습니다. 예를 들어 바다에 사는 많은 생물체는 바로 그 때문입니다. 존재하고 직면 한 죽음의 위협.
최근 과학자들은 플라스틱에 진정으로 먹이를 줄 수있는 균주를 발견하고 단백질 공학 및 단백질 진화의 사용을 통해 조작 효율을 향상시키기 위해 이러한 균주를 지속적으로 개선합니다.
플라스틱은 길고 반복적 인 분자 사슬을 가진 복잡하고 물에 녹지 않는 중합체이며, 이러한 긴 분자 사슬의 강도는 플라스틱을 자연적으로 분해되는 데 오랜 시간이 걸리는 매우 내구성있는 물질로 만듭니다. 작은 용해성 화학 단위로 분해함으로써 새로운 플라스틱은 이러한 기본 단위를 수집하고 재활용함으로써 폐 루프 시스템에서 형성 될 수 있습니다.
일본의 과학자들은 2016 년에 플라스틱 병 재활용 공장에서 다른 박테리아를 시험하여 Ideonella sakaiensis 201-F6이 PET (polyethylene terephthalate) 인 일회용 음료 병 제조에 사용 된 플라스틱을 소화 할 수 있음을 확인했습니다. 박테리아는 애완 동물에서 특정한 화학 결합 (에스테르)을 파괴하는 PETase라는 효소를 분비하고 작은 분자를 박테리아에 흡수시키고 분자 내 탄소를 음식으로 사용합니다. 출처.
우리는 PET를 서서히 분해 할 수있는 다른 박테리아 효소가 있음을 알고 있지만 새로운 효소는 분명히이 연구에 전념하는 것처럼 보입니다. 플라스틱을보다 빠르고 효율적으로 분해하고 사이클의 잠재력.
따라서 여러 연구팀이 PETase의 구조를 연구함으로써 어떻게 작동하는지 이해하려고 노력 해왔다. 지난 한 해 동안 중국, 한국, 영국, 미국, 브라질 팀은 모두 고해상도 효소 구조 및 관련 메커니즘 분석 논문이 논문은 화학 소화를 수행하는 PETase 단백질의 일부가 PET 표면에 결합하여 30 ℃에서 작동하여 생물 반응기에서 재활용 될 수 있음을 보여 주지만 그럼에도 불구하고 생물 반응기 박테리아 효소를 사용하여 플라스틱을 분해하고 재활용하는 아이디어는 물론 당연한 일이며 플라스틱의 물리적 특성은 효소와의 상호 작용 가능성을 줄입니다.
음료수 병을 만드는 데 사용되는 PET는 반 결정 구조를 가지기 때문에 플라스틱 분자가 매우 단단히 묶여있어 효소의 접촉이 어렵다. 최신 연구에 따르면 개조 된 효소는 반응으로 인해 매우 강한 효능을 나타낼 것으로 보인다 분자의 일부분은 강한 접촉력을 가지고있어 가면 처리 된 PET 분자까지도 유도 할 수 있습니다.
아마도 자연 상태보다 더 생산적인 효소를 인위적으로 변형시키기를 원하는 것은 사실 이상합니다.이 연구의 결과는 생존을 위해서는 최근 박테리아가 진화했다는 사실을 반영했을 것입니다. 사람이 만든 플라스틱에 대해 PETase를 사용할 수있는 능력 아마도 과학자들은 PETases의 최적화를 엔지니어링함으로써 자연의 진화를 초월 할 수 있습니다. 그러나 걱정되는 문제가 있습니다 : 생물 반응기에 사용 된 변형 된 박테리아가 높이에 영향을 받지만 통제력은 떨어지지 만 소비가 될 수있는 플라스틱으로 발전하는 능력은 우리가 많이 의존하는 플라스틱이 우리가 생각하는 것만 큼 내구성이 떨어질 수도 있음을 의미합니다.
자연에서 플라스틱을 먹을 수있는 박테리아가 더 많으면 오랜 기간 동안 원래 설계된 플라스틱 제품이나 건물 구조가 위협받을 것이며 플라스틱 산업은 굶주린 미생물에 의해 플라스틱 제품이 오염되는 것을 막기 위해 심각한 도전에 직면하게 될 것입니다. .