معرفی نویسنده

مریم رفیعی پور

دانشجوی ارشد رشته بیوانفورماتیک( دانشگاه تربیت مدرس)

آنزیم پلاستیک‌خور cocktail امیدی جدید برای تجزیه زباله‌های پلاستیکی

آنزیم پلاستیک‌خور cocktail امیدی جدید برای تجزیه زباله‌های پلاستیکی

دانشمندانی که آنزیم پلاستیک‌خور PETase را مهندسی کردهبودند، آنزیم cocktail را ساخته‌اند که می‌تواند پلاستیک را تا شش برابر سریع‌تر تجزیه کند.

آنزیمی که در باکتری‌های موجود در سطل‌های زباله‌ حاوی بطری‌های پلاستیکی یافت می‌شود، برای تسریع تجزیه پلاستیک با PETase ترکیب شده است. PETase با تجزیه پلی اتیلن ترفتالات (PET) به بلوک‌های سازنده خود، منجر به بازیافت پلاستیک و کاهش آلودگی‌های پلاستیکی و گازهای گلخانه‌ای می‌شود. PET یک ترموپلاستیک متداول است که در ساخت بطری‌های نوشیدنی یکبار مصرف، لباس و فرش استفاده می‌شود و صدها سال طول می‌کشد تا در طبیعت تجزیه شود؛ اما PETase می‌تواند این زمان را به چند روز تقلیل دهد.

کشف اولیه این آنزیم، چشم اندازی انقلابی و راه حلی مناسب برای بازیافت پلاستیک ایجاد کرد. این تیم، مهندسی آنزیم PETase طبیعی را در آزمایشگاه انجام دادند تا در شکستن PET حدود 20 درصد سریعتر باشد. اکنون همان تیم، PETase و آنزیم دومی به نام MHETase را با هم ترکیب کرده‌اند و به پیشرفت بسیار بزرگی دست یافته‌اند. مخلوط کردن PETase با MHETase، سرعت تجزیه PET را دو برابر کرده‌است؛ اما با مهندسی ارتباط بین این دو آنزیم، آنزیمی ایجاد کرده‌اند که ‌سرعت تجزیه سه برابر شده‌است.

یکی از محققان این مطالعه گفته‌است: "اولین آزمایش‌ها نشان داد که آن‌ها با هم بهتر کار می‌کنند، بنابراین ما تصمیم گرفتیم آن‌ها را با یک رشته به هم وصل کنیم."

 آنزیم‌های PETase و MHETase-PETase، هر دو با تجزیه پلاستیک PET، آن را به بلوک‌های اصلی خود برمی‌گردانند. این امر باعث می‌شود تا پلاستیک به طور بی‌وقفه ساخته و مورد استفاده مجدد قرار گرفته‌شود و در نتیجه باعث کاهش وابستگی به منابع فسیلی مانند نفت و گاز شود.

این تیم از نوعی منبع پرتو (synchrotron) به عنوان میکروسکوپ استفاده کرد که درآن پرتوهای شدید اشعه ایکس، 10 میلیارد برابر روشن‌تر از خورشید است. این میکروسکوپ بسیار قدرتمند که از آن برای دیدن اتم‌ها استفاده شد، به محققان اجازه داد تا ساختار سه بعدی آنزیم MHETase را کشف کنند و مهندسی یک سیستم آنزیمی سریع‌تر را شروع کنند.

تحقیقات جدید برای کشف ساختار و عملکرد مولکول‌ها رویکردهای ساختاری، محاسباتی، بیوشیمیایی و بیوانفورماتیک را ترکیب کرده‌است. این مطالعه یک تلاش گروهی عظیم بود که دانشمندانی در سطوح مختلف در آن شرکت داشتند. مرکز نوآوری آنزیم‌ها، آنزیم‌هایی را از محیط طبیعی می‌گیرد و با استفاده از زیست‌شناسی مصنوعی (synthetic biology)، آنزیم‌های جدیدی برای استفاده در صنعت می‌سازد.

منبع:

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200928152913.htm

لینک مقاله:

https://www.pnas.org/content/early/2020/09/23/2006753117

کلید واژه ها: #آنزیم پلاستیک‌خور #تجزیه پلاستیک #طراحی آنزیم #synthetic biology #بیوانفورماتیک

telegram