إنزيم جديد يأكل البلاستيك قد يحل مشاكلنا البلاستيكية مرة واحدة وإلى الأبد

إنزيم جديد يأكل البلاستيك الخانق للبيئة في غضون ساعات

التلوث البلاستيكي في كل مكان. إنها تظهر على شكل جزيئات بلاستيكية دقيقة تلوث كل شيء تقريبًا وحتى في معدة الحيتان الميتة وفي الدم البشري. هذا لأن الكثير من البلاستيك ببساطة غير قابل للتحلل وله عمر طويل جدًا.

ابتكر الباحثون في جميع أنحاء العالم حلولًا مبتكرة مثل إعادة استخدام البلاستيك في اللبنات الأساسية وحتى تحويله إلى زيوت مفيدة. لكن لا تزال المشكلة قائمة على نطاق واسع.

نوع إنزيم جديد يأكل البلاستيك صعب التحلل

الآن ، توصل المهندسون والعلماء في جامعة تكساس في أوستن إلى حل مبتكر قد يحل مشاكل البلاستيك لدينا بشكل نهائي ، وفقًا لبيان صادر عن المؤسسة يوم الأربعاء. يأخذ المحلول شكل إنزيم متغير يلتهم المواد البلاستيكية التي تخنق البيئة والتي عادة ما تستغرق قرونًا لتتحلل في غضون ساعات إلى أيام.

قال هال ألبر، الأستاذ في قسم ماكيتا للهندسة الكيميائية في جامعة أوستن، “الاحتمالات لا حصر لها عبر الصناعات للاستفادة من عملية إعادة التدوير الرائدة هذه”.

“بالإضافة إلى صناعة إدارة النفايات الواضحة. يوفر هذا أيضًا للشركات من كل قطاع الفرصة لأخذ زمام المبادرة في إعادة تدوير منتجاتها. من خلال هذه الأساليب الإنزيمية الأكثر استدامة، يمكننا البدء في تصور اقتصاد بلاستيكي دائري حقيقي.”

خلاصة الدراسة:

تشكل النفايات البلاستيكية تحديًا بيئيًا، ويوفر التحلل الأنزيمي طريقًا يحتمل أن يكون صديقًا للبيئة وقابل للتطوير لإعادة تدوير نفايات البوليسترات. يمثل البولي (إيثيلين تيريفثاليت) (PET) 12٪ من النفايات الصلبة العالمية. ويمكن تحقيق الاقتصاد الكربوني الدائري لـ PET من الناحية النظرية من خلال إزالة البلمرة الإنزيمية السريعة متبوعة بإعادة البلمرة أو التحويل/التثمين إلى منتجات أخرى.

ومع ذلك ، فإن تطبيق هيدروليسات PET قد أعيق بسبب افتقارها إلى المتانة مع نطاقات الأس الهيدروجيني ودرجة الحرارة. ومعدلات التفاعل البطيئة وعدم القدرة على الاستخدام المباشر للبلاستيك غير المعالج بعد الاستهلاك. هنا، نستخدم خوارزمية التعلم الآلي القائمة على الهيكل لهندسة هيدروليز PET قوي وفعال.

تحتوي تركيبة المسوخ والسقالة (FAST-PETase: PETase الوظيفية، النشطة، المستقرة والمتسامحة) على خمس طفرات مقارنةً بـ PETase من النوع البري (N233K / R224Q / S121E من التنبؤ و D186H / R280A من السقالة). إلى جانب ذلك، يظهر نشاطًا متفوقًا في التحلل المائي لـ PET بالنسبة للبدائل من النوع البري والبدائل المهندسة 12 بين 30 و 50 درجة مئوية. ومجموعة من مستويات الأس الهيدروجيني. نبرهن على أن مادة PET غير المعالجة بعد الاستهلاك من 51 منتجًا حراريًا مختلفًا يمكن أن تتحلل بالكامل تقريبًا بواسطة FAST-PETase في أسبوع واحد. يمكن أيضًا لـ FAST-PETase إزالة بلمرة الأجزاء غير المعالجة وغير المتبلورة من زجاجة ماء تجارية وزجاجة مياه كاملة المعالجة حرارياً عند 50 درجة مئوية. أخيرًا ، نوضح عملية إعادة تدوير PET ذات الحلقة المغلقة باستخدام FAST-PETase وإعادة تصنيع PET من المونومرات المستردة. بشكل جماعي ، تُظهر نتائجنا طريقًا قابلاً للتطبيق لإعادة تدوير البلاستيك الإنزيمي على المستوى الصناعي.