PLASTİK YİYEN ENZİM 

WAKE FOREST BAPTIST TIP MERKEZİ VE GÜNEY CALİFORNIA ÜNİVERSİTESİ (USC) Bilim insanları etrafı en çok kirleten plastiklerden bazılarını sindirebilen bir enzim geliştirerek, dünyanın en büyük çevre problemlerinden birine potansiyel çözüm buldular. Bu keşif, PET kısa adıyla da bilinen ve doğada yüzlerce yıl varlığını koruyabilen polietilen terefitalattan yapılmış milyonlarca ton plastik şişenin geri dönüşümünü sağlayabilir. Araştırmayı Portsmouth Üniversitesinden ve ABD Enerji Bakanlığına bağlı Ulusal Yenilebilir Enerji Laboratuvarından ekipler yürütüyor. Sonuçlanırsa Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) dergisinde yayımlandı. Portsmouth Üniversitesinden John McGeehan ve NREI'den Dr. Gregg Beckham, kısa süre önce keşfedilen ve PET sindiren PETaz (PETase) adlı enzimin kristal yapısını çözdüler ve bu 3B bilgisini kullanarak enzimin nasıl çalıştığını incelediler. Hatta bu araştırma sırasında kaza eseri, plastiği doğada evrimleşmiş olan enzimden daha bile iyi ayrıştıran bir enzim ürettiler.

Araştırmacılar şimdilerde enzimi daha da geliştirmeyi, böylece endüstriyel olarak plastikleri çok kısa süre içinde parçalamayı hedefliyor. Portsmouth'ta Biyoloji Bilimleri Okuluna bağlı Biyolojik ve Biyomedikal Bilimler Enstitüsü müdürü olan Profesör McGeehan şöyle diyor: ''1960'larda plastik popülerleştiğinde hiç kimse okyanusların atık plastiklerle dolup taşacağını ya da bir zamanlar el değmemiş kumsalların plastikle kaplanacağını öngörmemişti.'' Plastik problemine çözüm bulmada hepimize çok iş düşüyor ama bu 'mucize materyalleri' yaratan bilim camiasının şimdi elinin altındaki tüm teknolojiyi kullanarak gerçek çözümler üretmesi gerekiyor.  Araştırmacılar bu çığır açan keşfi, Japonya'da ki bir geri dönüşüm merkezinde evrimleştiğini düşünülen ve bir bakterinin plastiği düşünülen ve bir bakterinin plastiği ayrıştırarak gıda kaynağı olarak kullanılmasına izin veren doğa enzimi incelerken yaptılar.

1940'larda plastik olarak patenti alınan PET doğada çok uzun süredir bulunmuyor; o yüzden ekip enzimin nasıl evrimleştiğini ve geliştirmenin mümkün olup olmadığını araştırmaya başladı. Amaç enzimin yapısını belirlemekti ama kazara bir adım ileri gidip PET plastiklerini ayrıştırmada daha bile iyi bir enzim yarattılar. Profesör McGeehan bu konuda ''Şans eseri yapılan keşifler temel bilimsel araştırmada büyük rol oynar, bizimki de öyle'' açıklamasını yaptı. ''Gelişim aşırı değilse bile bu beklenmedik keşif, enzimlerin daha iyiye gitme potansiyeli olduğunu gösteriyor ve bizi çığ gibi büyüyen atık plastikleri geri dönüştürme çözümüne yaklaştırıyor.''

Araştırma ekibi protein mühendisliği ve evrimi araçlarını kullanarak enzimi geliştirmeye devam edecekler. Portsmouth Üniversitesi ile NREL, İngiltere'de ki Diamond Light Source'tan bilim insanlarıyla ortaklaşa çalışarak güneşten 10 milyar kat daga parlak, yoğun X ışını kullanan bir sinkrotronu, atomları teker teker gösterilebilecek bir sinkrotron olarak kullandılar. Profesör McGeehan, Diamond Light Source kısa süre önce dünyanın en gelişmiş X ışını huzmesi yollarından birini üretti ve bu imkanı kullanarak PETazın 3B atomik yapısını inanılmaz ayrıntılı biçimde görebildik. Bu biyolojik katalizörün iç işleyişini görmek, daha hızlı ve daha etkili bir enzim geliştirmemizi sağladı'' diye açıklamada bulundu. Diamond Light Source'un yöneticisi Profesör Andrew Harrison ise ''Üç farklı ülkeden beş kurumun katılımıyla gerçekleşen bu araştırma, uluslararası işbirliğinin önemli bilimsel başarıları nasıl olanaklı kıldığının güzel bir örneği '' dedi. '' Ekibin Diamond'da ki I23 huzme yolundan elde ettiği sonuçlarla erişilen detay, enzimi büyük ölçekli endüstriyel geri dönüşüm süreçlerinde kullanılacak biçimde değiştirmeyi sağlayacak. Plastik atıklar için bu kadar yenilikçi bir çözümün etkileri küresel olacaktır. İngiliz bilim insanlarının ve tesislerinin buna önderlik ediyor olması harika bir şey.''

ABD'de ki Güney Florinda ve Brezilya'da ki Campinas üniversitelerinden hesaplamalı modelleme bilimcilerin yardımıyla ekip PETazın kütinaz enzimine çok benzediğini ama doğal değil de insan yapımı polimerleri kabul eden bir etkin noktası olduğunu ortaya çıkardılar. Bu farklar PETazın doğada değil de PET içeren ortamlarda evrimleşerek PETi ayrıştırabilecek hale geldiğini düşündürüyor. Bu hipotezi test etmek için araştırmacılar PETazın etkin bölgesini, kütinazınkine benzeyecek biçimde mutasyona uğrattılar. İşte beklenmedik gelişme de bunun üzerine ortaya çıktı. Araştırmacılar mutant PETazın, PET'i ayrıştırmada doğal PETazdan daha iyi olduğunu gördüler. Dahası, bu enzim cam bira şişelerinin yerini alması düşünülen biyolojik temelli PET plastiğini, yani PEF'i de (polietilen furandikarboksilat) ayrıştırabiliyor.

 

 

Www.acikve.net
Www.instagram.com/acikvnet
Www.twitter.com/acikve_net
Www.facebokk.com/acikvenet

 


Bir cevap yazın