A műanyagszennyezés mérséklése a modern világ egyik legégetőbb problémája. A különböző, főleg csomagolóanyagként használt műanyagok ugyanis a környezetbe kerülve esetenként évszázadokig nem bomlanak le, és ezalatt súlyos veszélyt jelentenek az élővilágra.
A kutatók gőzerővel keresik a megoldást a problémára, például olyan műanyagok létrehozásával, amelyek biológiai úton bomlanak le.
Az Ausztrál Nemzeti Egyetem (ANU) szakemberei a műanyagokat lebontó enzimeket kutatják, és most találtak is egy megoldást, amellyel javítható a módszer hatékonysága. És ehhez csak egyetlen atomot kell kicserélni az enzim belsejében.
Ezzel az aprócska módosítással az enzim a szokásos sebességénél csaknem kétszer gyorsabban tudja lebontani a polietilén-tereftalátot (PET). Az Angewandte Chemie International Edition folyóiratban publikált tanulmány rámutat: az azatriptofán nevű szintetikus aminosavak hozzáadása a műanyag-lebontó enzimekhez (úgynevezett PETázokhoz) feloldhatja a katalikus aktivitás és a hőstabilitás között meghúzódó kompromisszumot.
„Az enzimek újra és újra módosíthatók a teljesítményük javítása érdekében, egy ponton túl azonban az aktivitás növelése a stabilitásuk csökkentését is eredményezheti, vice versa” – magyarázza Elwy Abdelkader, a tanulmány vezető szerzője.
A szakember megjegyzi: ők azt mutatták ki, hogy ezt a határt túl lehet lépni egy elképesztően precíz, akár egyetlen atomra kiterjedő változtatással, miközben megőrzik az enzim szerkezetét és stabilitását is.
https://hvg.hu/tudomany/20260720_muanyag-ujrahasznositasa-kornyezetbarat-atalakitas-hidrogenne-kutatas
Mint az Interesting Engineering kifejti, a mérnökök régóta ütköznek falakba a PETáz enzimek optimizálása során. Az enzim műanyaglebontó képességének növelése ugyanis rendszerint kiterjedt genetikai módosításokat igényelt, amelyek már a szerkezeti integritását veszélyeztették.
Amennyiben kizárólag a 20 természetes aminosavat használták, a műanyag lebontásának felgyorsítása szinte minden esetben a műanyag széteséséhez vezetett magas hőmérsékleten.
Az ANU kutatócsapata úgy kezelte ezt a problémát, hogy a figyelmet csupán egyetlen atomra szűkítette. Egészen pontosan a triptofán nevű aminosavat cserélték le egy másikra, az azatriptofánra, amely lényegében a triptofán szintetikus megfelelője.
A kettő között szinte nincs is különbség: vizuálisan és kémiailag is majdnem ugyanazok, annyi, hogy a szintetikus változatban egy szén-hidrogán-pár helyébe nitrogénatom lépett.
Ez az atomi szintű változtatás hozta meg a különbséget: a módosított enzim a hőállóság megőrzése mellett feleannyi idő alatt bontja le a PET-műanyagot.
Arról egyelőre nincs hír, hogy mikor kerülhet kereskedelmi forgalomba a fejlesztés, igény azonban bőven lenne rá: világszerte 350 millió tonnányi PET-hulladék keletkezik minden évben.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
