إنزيم جديد تم العثور عليه في السماد العضوي فقط حدد رقمًا قياسيًا في السرعة لتكسير البلاستيك

(Placebo365 / Getty Images)

يمكن أن تأخذ الحاوية البلاستيكية التي يتم إلقاؤها في مكب النفايات مئات السنين لتتحلل بشكل طبيعي ، ولكن الإنزيم المكتشف حديثًا يمكن أن يلتهم النفايات في أقل من يوم واحد.

تم العثور مؤخرًا على هيدرولاز البوليستر عالي الكفاءة ، والمعروف باسم PHL7 ، في مقبرة ألمانية يتغذى على السماد العضوي.

في المختبر ، وجد الباحثون أنه كان قادرًا على تحلل البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) بنسبة 90 في المائة في غضون 16 ساعة.

PHL7 ليس أول 'آكل بلاستيكي' طبيعي اكتشفه العلماء ، لكنه الأسرع.

في عام 2016 ، كان إنزيم PET-guzzling المعروف باسم LLCوجدت في مصنع إعادة التدويرفي اليابان. في السنوات التي تلت ذلك ، تم الإعلان عنه على أنه جهاز تقطيع بلاستيكي ذهبي. لكن PHL7 المكتشف حديثًا أسرع مرتين في الوظيفة.

منذ عام 2016 ، كان إنزيم LLCتم تعديله بواسطة العلماءلخلق طفرة أكثر شرًا مما هو طبيعي ، ومع ذلك ، حتى هذا الخليقة الاصطناعية لديها شيء أو اثنين لتتعلمه من PHL7.

'الإنزيم الذي تم اكتشافه في لايبزيغ يمكن أن يقدم مساهمة مهمة في إنشاء عمليات إعادة تدوير بلاستيكية بديلة موفرة للطاقة' ، يقول عالم الأحياء الدقيقة وولفجانج زيمرمان من جامعة لايبزيغ في ألمانيا.

لقد ثبت أن المحفز الحيوي الذي تم تطويره الآن في لايبزيغ فعال للغاية في التحلل السريع لتغليف أغذية PET المستخدمة ومناسب للاستخدام في عملية إعادة التدوير الصديقة للبيئة حيث يمكن إنتاج بلاستيك جديد من منتجات التحلل.

لسوء الحظ ، لا يستطيع PHL7 ولا LCC تحلل مواد بلاستيكية PET بدرجة تبلور أعلى (بنية جزيئية أكثر تنظيماً) ، مثل تلك المستخدمة في بعض الزجاجات.

ولكن إذا تم إعطاء PHL7 علبة فواكه مصنوعة من بلاستيك البولي ايثيلين تيريفثالات ، فيمكنها تكسير النفايات في أقل من 24 ساعة.

والأفضل من ذلك ، أنه يمكن إعادة بناء المنتجات الثانوية لعملية إعادة التدوير هذه لإنشاء حاويات بلاستيكية جديدة.

احتمالات إعادة التدوير هائلة. كل عام ، أكثر من 82 مليون طن متري من PET يتم إنتاجها في جميع أنحاء العالم ، و نسبة صغيرة فقط إلى بلاستيك جديد.

حتى عندما يتم إرسال منتج بلاستيكي إلى مصنع إعادة التدوير ، فإن عملية صهره وخلق شيء جديد تتطلب طاقة مكثفة ومكلفة.

من ناحية أخرى ، يمكن أن تساعد إعادة التدوير البيولوجي في خلق اقتصاد بلاستيك دائري رخيص وفعال. على مدى السنوات القليلة الماضية ، كان العلماء كذلك يتسابق من أجل التطوير لهذا الغرض بالذات البكتيريا التي تتغذى على البلاستيك.

تبرز PHL7 عن المرشحين الآخرين الذين تم العثور عليهم حتى الآن. يبدو أن الطريقة التي يتفكك بها PET بسرعة تتوقف على لبنة بناء واحدة في الحمض النووي الخاص به.

في مكان معين في تسلسل الأحماض الأمينية ، يحمل PHL7 الليوسين حيث تحمل الإنزيمات الأخرى بقايا فينيل ألانين. في الماضي ، تم ربط الليوسين في هذا الموضع بربط البوليمرات بالإنزيمات.

عندما استبدل باحثون في ألمانيا فينيل ألانين باللوسين في إنزيم آخر ، أصبح الكائن الحي أسرع في تكسير البلاستيك. في الواقع ، كانت كفاءتها على قدم المساواة مع PHL7.

بالمقارنة مع إنزيمات LLC ، كان إنزيم PHL7 قادرًا أيضًا على الارتباط بمزيد من البوليمرات في المختبر.

تشير هذه النتائج إلى أن استبدال فينيل ألانين / ليوسين يمكن أن يكون مسؤولاً جزئياً عن التغييرات في مساهمات الطاقة الرابطة لكل بقايا في PHL7 ، اكتب .

PHL7 ليس سريعًا فقط ، فهذا الإنزيم لا يتطلب أي معالجة مسبقة قبل أن يحفر فيه. وسوف يأكل البلاستيك دون طحن أو ذوبان.

لا يجب أن تعتمد عملية إعادة تجميع المنتجات الثانوية معًا مرة أخرى على البتروكيماويات.

'هكذا ،' المؤلفين نستنتج ، من خلال استخدام إنزيمات قوية مثل PHL7 ، من الممكن إعادة تدوير عبوات PET الحرارية بعد الاستهلاك مباشرة في عملية مغلقة الحلقة مع انخفاض انبعاثات الكربون ودون استخدام البتروكيماويات ، وتحقيق عملية إعادة تدوير مستدامة لنفايات بلاستيكية PET مهمة مجرى.'

بالنظر إلى الحالة الرهيبة للتلوث البلاستيكي في جميع أنحاء العالم ، يبدو هذا وكأنه حلم. يعمل فريق الباحثين في جامعة لايبزيغ الآن على نموذج أولي.

تم نشر الدراسة في ChemSusChem .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.