قام العلماء بتصميم إنزيم يمكنه تحليل بعض المواد البلاستيكية الأكثر تلويثًا للبيئة وهذا قد يوفر حلًا محتملًا لإحدى أكبر المشاكل البيئية في العالم. يمكن أن يساعد هذا الاكتشاف في إعادة تدوير ملايين الأطنان من الزجاجات البلاستيكية المصنوعة من “البولي إيثيلين تيريفثالات” (PET) والتي تظل في البيئة لمئات السنين.
قام الباحثون بحل البنية البلورية لإنزيم (PETase) وهو إنزيم اُكتشِف مؤخرًا ويساعد على تحليل (PET)، ومن خلال ذلك استطاعوا فهم كيفية عمل الإنزيم. خلال هذه الدراسة، قاموا بتصميم إنزيم أفضل في تحليل البلاستيك من تلك الإنزيمات التي تطورت في الطبيعة،
ويعمل الباحثون الآن على تحسين الإنزيم بشكل أكبر للسماح باستخدامه صناعيًا؛ لتحطيم البلاستيك في وقت قصير.
حقّق الباحثون هذا الإنجاز عندما كانوا يفحصون بنية إنزيم طبيعي من المُعتقَد أنه تطور في مركز لإعادة تدوير النفايات في اليابان، مما سمح للبكتيريا بتحليل البلاستيك واستخدامه كمصدر للغذاء. لم تكن مادة (PET) موجودة في الطبيعة لفترة طويلة؛ لذا بدأ الفريق في تحديد كيفية تطور الإنزيم.
كان الهدف هو تحديد هيكله لكن انتهى به الأمر إلى خطوة أبعد وأهم حيث صُمِّم صدفةً إنزيم كان الأفضل في تحليل بلاستيك الـ(PET).
واستطاع العلماء تكوين نموذج ثلاثي الأبعاد فائق الدقة من إنزيم “PETase” بتفاصيل رائعة وذلك باستخدام سينكروترون (وهو جهاز لتوليد الإلكترونات بسرعة عالية) يَستخدِم حزم مكثفة من الأشعة السينية أكثر إشراقًا بـ10 مليار مرة من الشمس؛ ليكون بمثابة مجهر قوي بما يكفي لرؤية ذرات فردية.
اكتشف الباحثون أن “PETASE” يشبه إلى حد كبير إنزيم الـ”cutinase” ولكن لديه بعض المميزات غير العادية بما في ذلك موقع نشط قادر على استيعاب بوليمرات مصنوعة بواسطة الإنسان بدلًا من البوليمرات الطبيعية. وهذه الاختلافات تشير إلى أن “PETASE” قد تطور في بيئة تحتوي على (PET).
لاختبار هذه الفرضية، قام الباحثون بتغيير موقع “PETASE” النشط لجعله أشبه بـ”Cutinase” وحدث ما لم يتوقعه الباحثون إذ أن “PETASE” المُتحور أفضل من الطبيعي حيث أن هذا الإنزيم يمكن أن يؤدي أيضًا إلى تدهور مادة “البولي إيثيلين فوراندكاربوكسل” أو (PEF)، هو بديل لـ(PET).
وأُُشير إلى أنه من المحتمل أن نرى في السنوات القادمة قابلية تحويل (PET) وركائز أخرى محتملة مثل (PEF) و(PLA) و(PBS) مرة أخرى إلى وحدات بنائها الأصلية بحيث يمكن إعادة تدويرها بشكل مستدام.
كتابة: آلاء عمارة
مراجعة: آية محمد
تصميم: محمد بركات
تحرير: إسلام حمدي
