PET’i On Saat İçinde Parçalayabilen Yapay Enzim
Fotoğraf : a-) Doğal tip LCC’ye (gri şerit) kenetlenmiş 2-HE(MHET)3 ün yapısal modeli (renkli çubuk modeli). LCC’nin varsayılan substrat bağlama alanı, her biri kolay kesilebilir ester bağı (kırmızı üçgenler) ile numaralanmış MHET birimleriyle temas eden üç alt birime (−2, −1, +1) ayrılabilir. LCC’nin ilk temas kabuğundaki amino asitler gri çubuklar olarak gösterilir. Katalitik kalıntılar eflatundur. b-) 65 ° C’de doğal tip LCC ile karşılaştırıldığında, F243I ve F243W varyantları tarafından Pf-PET depolimerizasyonunun spesifik aktivitesinde hesaplanan gelişme yüzdesi (6.9 nmolprotein gPET−1 ve 2 gPET lbuffer−1). Ortalamalar ± s.d. (n = 3); *P < 0.025; **P < 0.005 (tek taraflı t-testi) olarak gösterilmiştir.
TBI(1), Toulouse Üniversitesi, CRITT Bio-Industries(2) and Carbios(3), Biopole Clermont Limagne(4) kurumlarının araştırmacılarından oluşan bir ekip, polietilen tereftalatın (PET) yapıtaşlarını bir arada tutan zincirleri verimli bir şekilde kırmak için yaygın olarak bilinen bir enzimin yapısını değiştirdiler. Söz konusu ekip, Nature dergisinde yayınlanan makalelerinde, enzimi nasıl geliştirdiklerini ve onun bir test tesisinde ne kadar iyi çalıştığını anlatıyor.
PET, soda şişelerinden plastik torbalara kadar pek çok üründe kullanılan yaygın bir plastiktir. Aynı zamanda bir sürü çöp kaynağıdır da. Tüketicilerin bu tür malzemeleri geri dönüştürme çabalarına rağmen, geri dönüşümcülerin bunları yeniden kullanım için temel parçalarına ayırma yeteneği hayli sınırlıdır. Şimdiye kadar, PET monomerlerini bir arada tutan bağları kırmak için kullanılan işlemler yetersiz olmuştur (malzemelerin sadece yüzde 30’u yeniden kullanılıyor). Bu yeni çalışmada, araştırmacılar plastiği daha yüksek verimlilik ile parçaladığı bilinen bir enzim tasarladılar.
Çevirenin Notu
- TBI (Toulouse Biotechnology Institute): Toulouse Bioteknoloji Enstitüsü
- Biopole Clermont-Limagne: Fransa’da Riom, Saint-Beauzire ve Clermont Ferrand’da bulunan üç alana yerleşmiş, yaşam bilimlerinde çalışan kurumlara ev sahipliği yapan ve bunları destekleyen bir bilim teknoloji parkı.
- CRITT Bio-Industries: Fransa’da endüstriyel biyoteknolojilerde uzmanlaşmış, inovasyon ve teknoloji transferi için kurulmuş bölgesel bir araştırma merkezidir.
- Carbios: Clermont-Ferrand merkezli bir yeşil kimya şirketi. TBI ile plastik geri dönüşüm ve enzim mühendisliği için bir araştırma merkezi kuruyor.
Yaprak-dal kompost kütinaz enzimi (LCC-leaf-branch compost cutinase enzyme), adından da anlaşıldığı gibi, yaprakları bir arada tutan bağları kırabilen ve onları sindirilebilir hale getiren, doğada bulunan bir enzimdir. Önceki araştırmalar bu enzimin PET ile aynı şeyi yapabildiğini, fakat çok verimsiz olduğunu göstermiştir. Ekip, çalışmalarına, PET monomerlerini bir arada tutan bağlayıcılara bağlanmak için kullanılan anahtar amino asitleri spesifik olarak arayan enzime daha yakından bakarak başladı. Onlar daha sonra farklı amino asit özelliklerine sahip yüzlerce mutant enzim oluşturdular.
Sonra, mutantları plastiği çiğneyip yutma yetenekleri konusunda test ettiler. Uzun bir çabanın ardından, en iyi çalışan mutantı bulup izole edebildiler. Bu mutantın PET bağlarını kesmede doğal enzimden 10.000 kat daha verimli olduğunu buldular. Ekip daha sonra toplu olarak mutant enzim partileri üretti ve bunları test için bir reaktöre yerleştirdi. Yarattıkları enzimin, 200 gram PET’i tam 10 saat içinde parçalayabildiğini ve yüzde 90 verimli olduğunu buldular. Daha sonra, yeni PET oluşturmak için enzim tarafından üretilen parçalanmış malzemeyi kullandılar ve bunun geri dönüştürülmüş olanlar kadar sağlam olduğunu buldular. Ekip, sürecin ekonomik açıdan uygun olduğunu kanıtlamak için daha büyük bir reaktör inşa etmeyi planlıyor.
Kaynak : phys.org
