Μια νέα επιστημονική προσέγγιση που βασίζεται στη μεταβολή ενός μόνο ατόμου στα ένζυμα αποδόμησης πλαστικών μπορεί να αυξήσει την αποτελεσματικότητά τους διατηρώντας παράλληλα τη σταθερότητά τους. Η σχετική έρευνα από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Angewandte Chemie International Edition».
Πλαστικό: Τι φέρνει η στοχευμένη αλλαγή ενός ατόμου
Οι ερευνητές εφάρμοσαν τη μέθοδο σε υδρολάσες PET (PETases), τα ένζυμα που διασπούν το τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (PET), ένα από τα πιο διαδεδομένα πλαστικά παγκοσμίως. Η ομάδα εισήγαγε μη κανονικά αμινοξέα, τα αζατρυπτοφάνες, αντικαθιστώντας μια ομάδα άνθρακα-υδρογόνου με ένα άτομο αζώτου.
Η συγκεκριμένη αντικατάσταση σε ένα μόνο σημείο επέτρεψε στα ένζυμα να διασπούν το PET σχεδόν διπλάσια αποτελεσματικά, διατηρώντας παράλληλα τη θερμική τους σταθερότητα. Ο επικεφαλής της μελέτης, Δρ. Elwy Abdelkader, σημείωσε ότι η μέθοδος ξεπερνά το σύνηθες συμβιβασμό μεταξύ δραστικότητας και σταθερότητας.
Ταχεία διαλογή και μελλοντικές εφαρμογές
Για την επιτάχυνση των δοκιμών, οι ερευνητές ανέπτυξαν παράλληλα μια νέα μέθοδο ταχείας ανάλυσης με την ονομασία PETra. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιεί διαλυτό φθορίζον υπόστρωμα και επιτρέπει τη μέτρηση της ενζυμικής δραστηριότητας μέσα σε λίγα λεπτά, αντί για ώρες ή ημέρες που απαιτούσαν οι παραδοσιακές δοκιμές.
Ο καθηγητής Thomas Huber επεσήμανε ότι η τεχνική εισαγωγής μη κανονικών αμινοξέων προσφέρει ακρίβεια που ξεπερνά τα όρια των 20 φυσικών αμινοξέων. Σύμφωνα με τους ερευνητές, η ίδια στρατηγική μπορεί να εφαρμοσθεί μελλοντικά στη βιοτεχνολογία, τη βιώσιμη μεταποίηση και την ιατρική.