Bakterija koja može da razgradi uobičajeni polimer polibutilen sukcinat (PBS), koji se prirodno biorazgradi samo u ograničenoj meri u morskim sredinama, mogla bi dovesti do poboljšanih načina za recikliranje ovog polimera. Potencijal bakterije i njen molekul enzima koji razgrađuje PBS, otkrili su istraživači sa Univerziteta Hokaido, radeći sa kolegama iz Mitsubishi Chemical Group u Japanu. Tim je objavio svoje rezultate u časopisu Mikrobiologija okruženja.
PBS se generalno smatra ekološki prihvatljivim polimerom zbog njegove biorazgradljivosti kada se odbaci na kopno i izloži atmosferi. To je dovelo do njegove povećane upotrebe od ranih 1990-ih u industrijskoj plastici, uključujući filmove za malčiranje, kese za kompostiranje i ambalažu za ugostiteljstvo. Ali mnoga odbačena plastika na kraju nađe svoj put u more, i nažalost, PBS se ne razgrađuje dobro u tom okruženju.
„Zagađenje okeana plastikom je globalni problem i moramo da ga rešimo tako što ćemo steći novo razumevanje ponašanja plastike u tom okruženju i nove tehnologije za suočavanje sa zagađenjem“, kaže Tomoo Savabe, vođa istraživačkog tima na fakultetu Univerziteta Hokaido. ribarskih nauka.
Pošto je ranije otkriven samo mali broj morskih mikroorganizama sposobnih da biorazgradi PBS, Savabe i njegove kolege su krenuli da pokušaju da pronađu druge, posebno one sa boljom aktivnošću.
Ispitivali su efekat mikroba sakupljenih iz prirodne morske vode u Japanu na PBS, omogućavajući im da identifikuju nekoliko vrsta morskih bakterija koje bi mogle da ga razgrađuju. Takođe su identifikovali enzim odgovoran za razgradnju PBS-a u specifičnom soju bakterija zvanom Vibrio ruber. Nazvali su enzim PBSase.
Zatim su krenuli dalje koristeći molekularne biološke tehnike za ubacivanje gena za PBSazu u uobičajenu bakteriju Escherichia coli, koju su uzgajali da bi proizveli visoko prečišćene uzorke enzima za dalje proučavanje.
„Rasjašnjavanje mehanizma degradacije u morskoj vodi na molekularnom nivou može dovesti do razvoja novih morskih biorazgradivih polimera“, kaže Iasuhito Iamamoto, Savabeov saradnik u Mitsubishi Chemical Corporation-u Mitsubishi Chemical Group-a. „Ovaj enzim bi se mogao koristiti kao akcelerator raspadanja ili katalizator za hemijsku reciklažu sakupljene otpadne plastike.
Dostupnost prečišćenog enzima je takođe omogućila istraživačima da ispitaju njegovu strukturu, uz simulacije koje sugerišu da je usko povezan sa drugim enzimom za koji se zna da razgrađuje drugi uobičajeni polimer: polietilen tereftalat (PET).
„Istražujući aktivnost enzima u razgradnji drugih polimera, kao što je PET, nadamo se da će naš rad više doprineti napretku u tehnologijama recikliranja plastike“, zaključuje Savabe.
Ovo istraživanje je deo širih napora da se odgovori na složenost biorazgradivih polimernih tehnologija uzrokovanih njihovom različitom biorazgradljivošću na kopnu i u moru. Naučivši više o tome šta kontroliše biorazgradljivost u različitim sredinama, naučnici će, nadamo se, razviti polimere koji su najprikladniji za okruženja u kojima se koriste i ona u kojima bi mogli završiti nakon upotrebe.
