Na Uniwersytecie w Konstancji odkryto enzym rozkładający biopoliestry — ScienceDaily
Naukowcy z Uniwersytetu w Konstancji odkryli enzym bakteryjny zdolny do rozkładania niektórych biodegradowalnych poliestrów. Ze względu na szerokie miejsce aktywne cząsteczki naukowcy nazwali go enzymem Pac-Man. Przytwierdza się on do powierzchni komórki bakteryjnej i może oddziaływać z łańcuchami polimerowymi, informuje ScienceDaily.
Bioplastiki rozłożyły się w ciągu 250–330 dni
Biolodzy Harry Lerner i David Schleheck badali rozkład długołańcuchowych alifatycznych poliestrów LCAP — klasy bioplastików z wiązaniami chemicznymi, które mogą być rozrywane przez mikroorganizmy. Próbki folii zakopano na głębokości około 10 centymetrów w górnej próchniczej warstwie leśnej gleby ogrodu botanicznego uniwersytetu. Równolegle zespół prowadził eksperymenty laboratoryjne z użyciem gleby z tego samego miejsca.
W laboratorium wszystkie testowane materiały biodegradowalne, w tym LCAP, PHBV i PCL, całkowicie rozłożyły się w ciągu około 250–330 dni. Dla porównania celuloza rozłożyła się w ciągu około 80 dni, podczas gdy w próbkach polietylenu wysokiej gęstości HDPE niemal nie odnotowano rozkładu. Aktywność mikroorganizmów oceniano między innymi na podstawie emisji dwutlenku węgla.
Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.
Otwory w folii i reakcja z penicyliną
Podczas mikroskopii elektronowej badacze zobaczyli w folii liczne mikroskopijne otwory, których rozmiar i kształt odpowiadały komórkom bakteryjnym. Przypuszczali, że bakterie mogą rozkładać materiał bezpośrednio na własnej powierzchni za pomocą przytwierdzonych depolimeraz.
Analiza DNA społeczności mikroorganizmów wykryła w glebie z LCAP gen, który był znacznie wzbogacony w takich próbkach i koduje esterazę. Enzym ten ma sygnał eksportu poza komórkę oraz kotwicę lipidową, która utrzymuje go na błonie bakterii. Testy laboratoryjne wykazały, że potrafi rozkładać poliester do monomerów, a także niszczyć penicylinę.
Struktura enzymu ma cechy nie tylko esteraz, ale także beta-laktamaz — enzymów, których niektóre bakterie używają do unieczynniania antybiotyków z pierścieniem beta-laktamowym. Jednocześnie zdolność enzymu do rozkładania penicyliny w laboratorium sama w sobie nie dowodzi, że zapewnia on bakteriom oporność na antybiotyk. Badacze podkreślają, że wynik nie oznacza, iż bakterie będą mogły zauważalnie rozkładać nagromadzony zwykły polietylen, lecz wskazuje na znaczenie materiałów z wiązaniami chemicznymi dostępnymi dla mikrobów.
