В Университете Констанца обнаружили фермент для расщепления биополиэфиров — ScienceDaily
Исследователи Университета Констанца обнаружили бактериальный фермент, способный расщеплять некоторые биоразлагаемые полиэфиры. Из-за широкого активного центра молекулы ученые назвали его ферментом Pac-Man. Он закрепляется на поверхности бактериальной клетки и может взаимодействовать с полимерными цепями, сообщает ScienceDaily.
Биопластики разложились за 250–330 дней
Биологи Гарри Лернер и Давид Шлехек изучали разложение длинноцепочечных алифатических полиэфиров LCAP — класса биопластиков с химическими связями, которые могут разрушать микроорганизмы. Образцы пленки закопали примерно на 10 сантиметров в верхнем гумусовом слое лесной почвы ботанического сада университета. Параллельно команда проводила лабораторные опыты с почвой из того же места.
В лаборатории все протестированные биоразлагаемые материалы, в том числе LCAP, PHBV и PCL, полностью разложились примерно за 250–330 дней. Для сравнения, целлюлоза разложилась примерно за 80 дней, тогда как в образцах полиэтилена высокой плотности HDPE почти не зафиксировали разложения. Активность микроорганизмов оценивали, в частности, по выделению углекислого газа.
Больше актуальных новостей — в Telegram-канале UA.News Telegram.
Отверстия в пленке и реакция с пенициллином
Во время электронной микроскопии исследователи увидели в пленке многочисленные микроскопические отверстия, размер и форма которых соответствовали бактериальным клеткам. Они предположили, что бактерии могут расщеплять материал непосредственно на собственной поверхности с помощью закрепленных деполимераз.
Анализ ДНК микробных сообществ выявил в почве с LCAP ген, который был значительно обогащен в таких образцах и кодирует эстеразу. Этот фермент имеет сигнал для выведения за пределы клетки и липидный якорь, удерживающий его на мембране бактерии. Лабораторные тесты показали, что он способен расщеплять полиэфир до мономеров, а также разрушать пенициллин.
Структура фермента имеет признаки не только эстераз, но и бета-лактамаз — ферментов, которые некоторые бактерии используют для инактивации антибиотиков с бета-лактамным кольцом. В то же время способность фермента расщеплять пенициллин в лаборатории сама по себе не доказывает, что он обеспечивает бактериям устойчивость к антибиотику. Исследователи подчеркивают: результат не означает, что бактерии смогут заметно разлагать накопившийся обычный полиэтилен, но указывает на значение материалов с доступными для микробов химическими связями.
