Yeni Bir Enzim Plastiğin Parçalanmasında Bir Hız Rekoru Kırdı

Çöp sahasına atılan plastik bir konteynerin doğal olarak parçalanması yüzlerce yıl alabilir, ancak yeni keşfedilen bir enzim atıkları bir günden daha kısa sürede tüketebilir.

PHL7 olarak bilinen yüksek verimli polyester hidrolaz, yakın zamanda bir Alman mezarlığında bulundu.

Laboratuvarda araştırmacılar, polietilen tereftalat'ı (PET) 16 saat içinde yüzde 90 oranında parçalayabildiğini buldular.

PHL7, bilim insanları tarafından keşfedilen ilk doğal 'plastik yiyici' değil, ancak en hızlısı.

2016 yılında, Japonya'daki bir geri dönüşüm tesisinde LLC adlı PET yakan bir enzim bulundu. O zamandan beri, altın standart bir plastik chomper olarak müjdelendi. Ancak yeni bulunan PHL7, bu işte iki kat daha hızlı.

2016'dan beri, LLC enzimi, bilim insanları tarafından doğal olandan daha doymak bilmez bir mutant yaratmak için ince ayar yapıldı, ancak bu sentetik yaratımın bile PHL7'den öğreneceği bir iki şey var.

Almanya'daki Leipzig Üniversitesi'nden mikrobiyolog Wolfgang Zimmermann, "Leipzig'de keşfedilen enzim, alternatif enerji tasarrufu sağlayan plastik geri dönüşüm süreçlerinin oluşturulmasına önemli bir katkı sağlayabilir" diyor.

"Şimdi Leipzig'de geliştirilen biyokatalizörün, kullanılmış PET gıda ambalajlarının hızlı ayrışmasında oldukça etkili olduğu ve bozunma ürünlerinden yeni plastiğin üretilebileceği çevre dostu bir geri dönüşüm sürecinde kullanıma uygun olduğu gösterildi."

Ne yazık ki ne PHL7 ne de LCC, bazı şişelerde kullanılanlar gibi daha yüksek kristalliğe (daha organize moleküler yapıya) sahip PET plastikleri tamamen bozamaz.

Ancak PHL7'ye PET plastikten yapılmış bir meyve püresi verilirse, atıkları 24 saatten daha kısa sürede parçalayabilir.

Daha da iyisi, bu geri dönüşüm sürecinin yan ürünleri, yeni plastik kaplar oluşturmak için yeniden değerlendirilebilir.

Geri dönüşüm olanakları çok büyük. Her yıl dünya çapında 82 milyon metrik tondan fazla PET üretiliyor ve yalnızca küçük bir yüzdesi geri dönüştürülerek yeni plastiğe dönüştürülüyor.

Bir plastik ürün bir geri dönüşüm tesisine gönderildiğinde bile, onu eritme ve yeni bir şey yaratma süreci çok enerji gerektirir ve pahalıdır.

Öte yandan biyolojik geri dönüşüm, ucuz ve verimli bir döngüsel plastik ekonomi yaratmaya yardımcı olabilir. Son birkaç yıldır bilim insanları, tam da bu amaç için plastik yiyen bakteri geliştirmek için yarışıyorlar.

PHL7, şimdiye kadar bulunan diğer adaylardan öne çıkıyor. PET'i hızla parçalama şekli, DNA'sındaki tek bir yapı taşına bağlı gibi görünüyor.

Amino asit dizisindeki belirli bir noktada, PHL7, diğer enzimlerin fenilalanin kalıntısı taşıdığı bir lösin taşır. Geçmişte, bu pozisyonda lösin, polimerlerin enzimlere bağlanmasıyla bağlantılıydı.

Almanya'daki araştırmacılar, başka bir enzimde fenilalanin yerine lösin koyduğunda, organizma plastiği parçalamada çok daha hızlı hale geldi. Aslında verimliliği PHL7 ile aynı seviyedeydi.

LLC enzimleriyle karşılaştırıldığında, PHL7 enzimi ayrıca laboratuvarda daha fazla polimere bağlanabildi.

Yazarlar, "Bu sonuçlar, fenilalanin/lösin replasmanının, PHL7'deki kalıntı başına bağlanma enerjisi katkılarındaki değişikliklerden kısmen sorumlu olabileceğini düşündürmektedir."

PHL7 sadece hızlı olmakla kalmaz, bu enzim yerleşmeden önce herhangi bir ön işlem gerektirmez. Öğütmeden veya eritmeden plastiği yiyecektir.

Yan ürünleri tekrar bir araya getirme süreci de petrokimyasallara bağlı olmak zorunda değil.

Yazarlar, "PHL7 gibi güçlü enzimler kullanarak, tüketici sonrası termoform PET ambalajını, düşük karbon ayak izi ile ve petrokimya kullanmadan kapalı döngü bir süreçte doğrudan geri dönüştürmek, sürdürülebilir bir geri dönüşüm gerçekleştirmek mümkündür” diyorlar.

Dünya çapındaki plastik kirliliğinin korkunç durumu göz önüne alındığında, kulağa bir rüya gibi geliyor. Leipzig Üniversitesi'ndeki araştırmacılardan oluşan ekip şimdi bir prototip üzerinde çalışıyor.