آنزیمی که باعث تجزیه‌ی پلاستیک می‌شود
آنزیمی که باعث تجزیه‌ی پلاستیک می‌شود
مجله علعمی ایلیاد - پروفسور «جان مک‌گیهان» و همکارانش از دانشگاه پورتموث در سال ۲۰۱۸ آنزیمی را مهندسی کردند که امکان تجزیه‌ی پلی‌اتیلن ترفتالات «PET» را می‌داد. PET یکی ازمواد اصلی جهت تولید ظروف یک‌بار مصرف پلاستیکی است. اکنون همان تیم ترکیب دو آنزیم را به نحوی ساخته‌اند که می‌تواند PET را تا شش برابر سریع‌تر تجزیه کند.
آلودگی‌های پلاستیکی یکی از بحران‌های زیست‌محیطی دنیا است. در پاسخ به وجود این حجم عظیم از پلاستیک‌ها، میکروب‌ها به نحوی در حال تکامل هستند که امکان استفاده از پلیمرهای موجود در پلاستیک‌ها، به جای کربن و انرژی را داشته باشند.
در سال ۲۰۱۶ تیمی از محققین ژاپنی کشف کردند که یکی از باکتری های موجود در خاک دارای دو آنزیم است که می‌توانند پلیمر PET را به مونومرهای معمولی تبدیل کنند. مطالعات بیشتر بر روی این آنزیم‌ها، امیدهای جدیدی برای حل مشکل آلودگی پلاستیکی بر روی زمین ایجاد کرد. با این حال، فرآیند تجزیه‌ی پلاستیک توسط این آنزیم‌ها آنقدر کند بود که نمی‌شد بر روی از بین بردن معضل پلاستیک‌ها توسط آن‌ها تکیه کرد.
در سال ۲۰۱۸ پروفسور مک‌گیهان و همکارانش ساختار یکی از آنزیم‌های قبلی را مورد مطالعه قرار دادند و توانستند با مهندسی این ساختار، سرعت تجزیه‌ی PET را تا ۲۰ درصد افزایش دهند.
اکنون پروفسور مک‌گیهان و همکارانش با اضافه کردن آنزیم‌های «PETase» و «MHETase» کشف شده در باکتری‌های خاکی، توانسته‌اند یک سیستم دو آنزیمی بسازند که سرعت تجزیه‌ی PET توسط آن خیلی بالاتر از گذشته است.
پروفسور مک‌گیهان می‌گوید: «ما دریافتیم که هر کدام از آنزیم‌ها در یک قسمت قوی هستند و تصمیم گرفتیم آن‌ها را ترکیب کنیم. آزمایش‌های اولیه‌ی ما نشان داد که همکاری این دو آنزیم کارایی خوبی دارد و تصمیم گرفتیم این دو آنزیم را به صورت فیزیکی نیز به یکدیگر متصل کنیم. ما مفتخریم که اعلام کنیم ترکیب آنزیم تولید شده، سه برابر بیشتر از آنزیم‌های طبیعی PET را تجزیه می‌کند.»
محققین در مرحله‌ی بعد با مطالعه‌ی ساختار آنزیم‌ها توانستند آن‌ها را مهندسی کنند تا عملکرد بهتری به آن‌ها ببخشند. آن‌ها با استفاده از اشعه‌ی ایکسی که ۱۰ میلیارد بار روشن‌تر از نور خورشید بوده‌اند، اتم‌های موجود در آنزیم‌ها را شناسایی کردند. به این ترتیب، توانستند ساختار آنزیم‌ها را به‌طور کامل شناسایی کنند و عملکرد آن‌ها را بهبود بخشند.
نتایج یافته‌های این تیم تحقیقاتی در کنفرانس آکادمی ملی علوم آمریکا ارائه شده است.