プラスチックを食べるいわゆる「スーパー酵素」は、汚染危機に取り組むための解決策を見つける上で「大きな飛躍」になる可能性があると、科学者たちは期待しています.
強化されたタンパク質は、イデオネラ・サカイエンシスとして知られるペットボトルを餌とする一種のバクテリアによって生成される 2 つの酵素で構成されています。 .
ポーツマス大学のセンター フォー エンザイム イノベーション (CEI) の責任者であるジョン マクギーハン教授は、数百年かかる自然分解とは異なり、スーパー酵素はプラスチックを元の材料に戻すことができると述べています。ビルディング ブロックをわずか数日で。
「現在、これらの構成要素は石油やガスなどの化石資源から得ていますが、これは本当に持続不可能です。しかし、廃プラスチックに酵素を加えることができれば、数日で分解を開始できます」と彼は言いました。 .」
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彼は、このプロセスにより、プラスチックを「際限なく製造して再利用し、化石資源への依存を減らす」こともできると述べました.
2018 年、McGeehan 教授と彼のチームは、PETase として知られる酵素の 1 つである人工バージョンがプラスチックを数日で分解できることを偶然発見しました。
彼らの現在の研究の一環として、雑誌 Proceedings of the National Academy of Sciences に掲載されました。 チームは PETase を MHETase と呼ばれる 2 番目の酵素と混合し、「ペットボトルの消化が文字通り 2 倍になる」ことを発見しました。次に、研究者は、遺伝子工学を使用して、「2 つのパックマンがひもでつながれた」ように、研究室で 2 つの酵素を結び付けました。
「これにより、元の PETase 酵素単独よりも 6 倍の速さでスーパー酵素を作成することができました。今日私たちの海に行き着くプラスチックは、自然に分解されるまでに数百年かかるため、これは非常に大きな前進です」と McGeehan 教授は述べています。
「[最終的には] 太陽光と波の作用により、プラスチックはどんどん小さな破片に分解され始めます。最終的には、環境に生息する生物にとって深刻な問題であるマイクロプラスチックになります。」
テストでは、このスーパー酵素が、PET (ポリエチレン テレフタレート) として知られる、ソフト ドリンクやフルーツ ジュースのパッケージに使用されているプラスチックの一種を分解できることが示されました。リサイクル性が高いと言われていますが、廃棄された PET は環境中に何百年も残ってから分解されます。
このスーパー酵素は、PET の他に、ビール瓶に使用される糖ベースのバイオプラスチックである PEF (ポリエチレン フラノエート) にも作用します。しかし、マクギーハン教授は、他の種類のプラスチックを分解することはできないと述べています.
McGeehan 教授は、米国の同僚と協力して、オックスフォードシャー州ハーウェルにあるダイヤモンド光源シンクロトロン施設で強力な X 線ビームを使用して、酵素の 3D 構造をマッピングしました。これらの分子設計図により、研究者はプラスチックを攻撃する能力が強化されたスーパー酵素を作成することができました。
次のステップの一環として、研究者は分解プロセスをさらに高速化する方法を検討しているため、この技術を商用目的で使用できます。
「酵素をより速く作ることができれば、プラスチックをより速く分解することができ、より商業的に実行可能になるだろう」とマクギーハン教授は語った。
読者 Q&A:リサイクル可能なプラスチックとそうでないプラスチックがあるのはなぜですか?
質問者:Mark Warmsley、サウサンプトン私たちが使用するプラスチックのほとんどは、熱可塑性または熱硬化性です。
熱可塑性樹脂には、アクリル、ナイロン、ポリエチレン (ポリエチレン) などがあります。加熱すると柔らかくなるので、好きな形に成形でき、リサイクルも容易です。牛乳の容器は溶かして家具に、ペットボトルはフリースのジャケットに、硬いボトルのふたは収納ボックスとして新たな命を吹き込むことができます。
ベークライトやポリウレタンなどの熱硬化性プラスチックは、加熱すると硬化するという点で異なります。それらが固まると、それらを溶かすことはできません。これにより、熱硬化性プラスチックのリサイクルはほとんど不可能になります。
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