Cercetătorii au identificat și conceput o enzimă care poate digera și consuma unele dintre cele mai poluante. materiale plastice oferind o speranță pentru reciclare și luptă Poluare
Poluante materiale plastice este cea mai mare provocare de mediu la nivel mondial sub formă de plastic Poluare și soluția optimă la această problemă rămâne încă evazivă. Cel mai materiale plastice sunt fabricate din petrol sau gaze naturale care sunt resurse neregenerabile care sunt extrase și procesate folosind tehnici consumatoare de energie. Astfel, fabricarea și producția lor în sine este foarte distructivă pentru ecosistemele fragile. Distrugerea plasticului (mai ales prin incinerare) provoacă aer, de apă și pământ Poluare. Aproximativ 79 la sută din plasticul produs în ultimii 70 de ani a fost aruncat, fie în gropile de gunoi, fie în mediul general, în timp ce doar aproximativ nouă la sută este reciclat, restul fiind incinerat. Acest proces de incinerare expune lucrătorii vulnerabili la substanțe chimice toxice care includ substanțe care cauzează cancer. Se spune că oceanele conțin aproximativ 51 de trilioane de particule de microplastic și epuizează încet viața marina. Unele dintre microparticulele de plastic sunt aruncate în aer, ducând la Poluare și este o posibilitate reală să le inhalăm. Nimeni nu ar fi putut prezice în anii 1960 că apariția și popularitatea plasticului va deveni într-o zi o povară cu deșeuri uriașe de plastic găsite plutind în frumoasele noastre oceane, în aer și aruncate pe pământurile noastre prețioase.
Plastic ambalajul este cea mai mare amenințare și cea mai coruptă utilizare a materialelor plastice. Dar problema este că punga de plastic este peste tot, folosită pentru orice scop și nu există niciun control asupra utilizării acesteia. Acest tip de plastic sintetic nu se biodegradează, ci doar se așează și se acumulează în gropile de gunoi și contribuie la protecția mediului. Poluare. Au existat inițiative pentru „interzicerea completă a plasticului”, în special polistirenul care este utilizat în ambalaje. Cu toate acestea, acest lucru nu duce la rezultatele dorite, deoarece plasticul este încă omniprezent în pământ, aer și apă și este în continuă creștere. Cu siguranță să spunem că plasticul poate să nu fie vizibil cu ochiul liber tot timpul, dar este peste tot! Este regretabil că nu putem aborda problema de reciclare și eliminare a materialului plastic.
Intr-un studiu publicat in Proceedings of the National Academy of Sciences USA, cercetătorii au descoperit un natural cunoscut enzimă care se hrănește cu plastic. Aceasta a fost o descoperire întâmplătoare în timp ce examinau structura unei enzime care a fost găsită în deșeurile gata de a fi reciclate la un centru din Japonia. Această enzimă, numită Ideonella sakaiensis 201-F6, este capabilă să „mânânce” sau să „se hrănească” din plastic brevetat PET sau tereftalat de polietilenă, care este cel mai frecvent utilizat în milioane de tone de sticle de plastic. Enzima a permis bacteriei să degradeze plasticul ca sursă de hrană. În prezent, nu există soluții de reciclare pentru PET, iar sticlele de plastic din PET persistă mai mult de sute de ani în mediu. Acest studiu condus de echipe de la Universitatea din Portsmouth și Laboratorul național de energie regenerabilă (NREL) al Departamentului de Energie al Statelor Unite a generat o speranță imensă.
Scopul inițial a fost de a determina structura cristalină tridimensională a acestei enzime naturale (numită PETază) și de a folosi aceste informații pentru a înțelege exact cum funcționează această enzimă. Ei au folosit un fascicul intens de raze X – care sunt de 10 miliarde de ori mai strălucitoare decât soarele – pentru a elucida structura și a vedea atomii individuali. Astfel de fascicule puternice au permis să înțeleagă funcționarea interioară a enzimei și au oferit modele corecte pentru a putea crea enzime mai rapide și mai eficiente. S-a dezvăluit că PETaza arată foarte asemănător cu o altă enzimă numită cutinază, cu excepția faptului că PETaza are o caracteristică specială și un site activ mai „deschis”, despre care se crede că găzduiește polimeri artificiali (în loc de cei naturali). Aceste diferențe au indicat imediat că PETaza poate fi mai evoluată în special într-un mediu care conține PET și, prin urmare, ar putea degrada PET. Au mutat site-ul activ PETase pentru a-l face să semene mai mult cu cutinaza. Ceea ce a urmat a fost un rezultat total neașteptat, mutantul PETază a fost capabil să degradeze PET-ul chiar mai bine decât PETază naturală. Astfel, în procesul de înțelegere și încercare de a îmbunătăți capacitatea enzimei naturale, cercetătorii au ajuns să creeze accidental o nouă enzimă care era chiar mai bună decât enzima naturală în descompunerea PET-ului. materiale plastice. Această enzimă ar putea degrada, de asemenea, polietilenă furandicarboxilat sau PEF, un înlocuitor pe bază de bio pentru plasticul PET. Acest lucru a generat speranța de a aborda alte substraturi precum PEF (polietilen furanoat) sau chiar PBS (polibutilenă succinat). Instrumentele pentru ingineria și evoluția enzimelor pot fi aplicate continuu pentru îmbunătățiri ulterioare. Cercetătorii caută o modalitate de îmbunătățire a enzimei, astfel încât funcția acesteia să poată fi încorporată într-un sistem industrial puternic la scară largă. Procesul de inginerie este foarte asemănător cu enzimele care sunt utilizate în prezent în detergenții de spălare biologică sau în fabricarea biocombustibililor. Tehnologia există și astfel viabilitatea industrială ar trebui să fie realizabilă în următorii ani.
Sunt necesare cercetări suplimentare pentru a înțelege unele aspecte ale acestui studiu. În primul rând, enzima descompune bucăți mai mari de plastic în bucăți mai mici, prin urmare, sprijină reciclarea sticlelor de plastic, dar tot acest plastic trebuie mai întâi recuperat. Acest plastic „mai mic”, atunci când este recuperat, ar putea fi folosit pentru a le transforma înapoi în sticle de plastic. Enzima nu poate „merge și găsi plastic singură” în mediu. O opțiune propusă ar putea fi plantarea acestei enzime în unele bacterii care pot începe să descompună plasticul la o rată mai mare, în timp ce rezistă la temperaturi ridicate. De asemenea, impactul pe termen lung al acestei enzime trebuie încă înțeles.
Impactul unei astfel de soluții inovatoare de abordare a deșeurilor de plastic ar fi foarte mare la scară globală. Încercăm să abordăm problema plasticului încă de la apariția plasticului în sine. Au existat legi care interzic utilizarea unui singur plastic și, de asemenea, plasticul reciclat este acum favorizat peste tot. Chiar și pași mici, cum ar fi interzicerea pungilor de plastic în supermarketuri, au fost peste tot în mass-media. Ideea este că trebuie să acționăm rapid dacă dorim să ne păstrăm planetă din plastic Poluare. Deși trebuie să continuăm să adoptăm reciclarea în viața de zi cu zi, încurajându-ne și copiii să facă acest lucru. Încă avem nevoie de o soluție bună pe termen lung, care poate merge mână în mână cu propriile noastre eforturi individuale. Această cercetare marchează începutul abordării uneia dintre cele mai mari probleme pe care le avem planetă intampina.
***
{Puteți citi lucrarea originală de cercetare făcând clic pe linkul DOI de mai jos în lista surselor citate}
Sursa (s)
Harry P et al. 2018. Caracterizarea și ingineria unei poliesteraze aromatice degradatoare plastice. Proceedings of the National Academy of Sciences. https://doi.org/10.1073/pnas.1718804115
