Az elmúlt napokban nagy hírverést kapott az a kutatás, amelynek eredményeként sikerült létrehozni egy olyan enzimet, amelynek segítségével egy bizonyos baktérium gyakorlatilag meg tudja enni a PET palackokat. Ahhoz azonban, hogy meg tudjuk becsülni, mit várhatunk ténylegesen ettől a felfedezéstől, és mennyire fogja megoldani a világ egyik legsúlyosabb környezetvédelmi problémáját, érdemes alámerülni a részletekben.

Először is: a sajtóban megjelent hírek néha nem fogalmaztak pontosan, mert nem az enzim eszi meg a műanyagot. Az enzimek ugyanis olyan (általában fehérje) molekulák, amelyek valamilyen módon megváltoztatják egy kémiai reakció lefolyását, például meggyorsítják vagy éppenséggel lehetővé teszik, mert nélkülük nem is játszódna le semmi. A katalizátorok és az enzimek olyan értelemben szinonimák, hogy előbbiek az élettelen, utóbbiak az élő szervezetekben segítik elő a reakciókat, de szerepük kimerül ebben a “segítségnyújtásban”.

A PET palackot tehát egy baktérium (neve: Ideonella sakaiensis 201-F6) fogyasztja el, de ahhoz, hogy ezt megtehesse, szüksége van erre a bizonyos enzimre. A baktérium és az enzim létezését egyébként már 2016-ban felfedezték Japánban, vagyis azóta tudjuk, hogy ez az élő organizmus képes műanyagot enni.

Az enzimeket megegyezés szerint általában -áz végződéssel látják el, a mostanit ötletesen PETáznak keresztelték. A PET egy polimer, azaz egy olyan nagy molekula, amelyet egy bizonyos alapegység megsokszorozásával hoznak létre. Úgy kell elképzelni, mint egy mintás tapétát: van egy alapmotívuma, amely állandóan ismétlődik, ezek össze vannak kapcsolva egymással, és a végtelenségig folytatható a sormintájuk, ameddig el nem vágja valaki. A PET is ilyen, a PETáz pedig semmi másra nem képes, mint hogy ezt a bizonyos polimer láncot szétszabdalja.

A PETáz nem az első olyan enzim, amelyik képes erre a szétszabdalós mutatványra, de jelenlegi tudásunk szerint ez az első olyan, amelyet egy baktérium erre a célra fejlesztett ki magában. Ennek pedig az az eredménye, hogy hatékonyabb (leginkább gyorsabb) az elődeinél.

Az elmúlt 12 hónapban a világ több kutatócsoportja is megvizsgálta a PETázt, és kiderült, hogy sikeressége abban rejlik, hogy van egy olyan része, amely nagyon jól illeszkedik a PET láncához. Az igazi újdonság pedig most abban van, hogy miközben a kutatók megvizsgálták a PETáz működési mechanizmusát, kvázi véletlenül végrehajtottak rajta egy olyan módosítást, amelynek következtében kicsit még gyorsabban kezdett működni.

A PETáz szerkezete négy különböző ábrázolási móddal. A piros szaggatott kör az aktív részt jelöli. Forrás: www.pnas.org.

Ráadásul azt is sikerült meghatározni, hogy a baktérium 30 fokos hőmérsékleten eszi leggyorsabban a műanyagot, tehát egyáltalán nem nehéz biztosítani számára az ideális környezetet.

Akkor építhetjük is a bioreaktort? Nem egészen. Ahogy például a Conversation lapjain a vegyész szakíró is kifejti, sajnos a módosított PETáz sem eszi elég gyorsan a műanyagot ahhoz, hogy érdemben munkába állíthassuk. Az embernek a PET-tel sikerült egy annyira egységes és zárt molekulaláncot megalkotnia, hogy gyakran még ez az enzim sem fér hozzá megfelelő mértékben. Ezek alapján most úgy látszik, hogy praktikusan nem sikerült óriási lépést tenni a világon termelődő PET palackok lebontása érdekében, és további kutatásokra van szükség.

A laborokban a jövőben azon próbálnak majd dolgozni, hogy a PETáz aktív részét úgy módosítsák, hogy sokkal hatékonyabban tudjon működni. Nagy a reménykedés, hogy ez sikerül, de egy döntő érv ellene szól: nagyon kevés példa akad arra, hogy az ember mesterséges beavatkozással jobb enzimet tud létrehozni, mint a természet. Mégis meg kell próbálnunk ügyesebbnek lenni, mint az Ideonella sakaiensis, és ha tudunk neki adni egy hatékonyabb enzimet, akkor munkára foghatjuk, és elkezdődhet a baktériumra épülő reaktorok tervezése.

A hasonló baktériumok létezése ugyanakkor egy elég rémisztő dologra is felhívja a figyelmet: a természetnek sikerült létrehoznia egy olyan mechanizmust, amely az ember által alkotott műanyagot le tudja bontani. Ha megnézzük, hogy mindennapi életünkben milyen mértékben támaszkodunk különféle műanyag alkatrészekre és eszközökre, akkor akár azon is elkezdhetünk aggódni, hogy egyszer jön egy baktérium, amely meg tudja semmisíteni ezeket, mert kiderült, hogy ez nem a science fiction világa.

G7 támogató leszek! Egyszeri támogatás / Előfizetés

Élet baktérium enzim környezetvédelem kutatás PET palack Olvasson tovább a kategóriában