PETaasi
PETaasit ovat esteraaseihin kuuluvia entsyymeitä (EC 3.1.1.101), jotka pilkkovat PET-muovia mono-2-hydroksietyylitereftalaatti (MHET) -monomeereiksi (n on monomeerien lukumäärä PET-polymeerissä):[1]
- (etyleenitereftalaatti)n + H2O ⇌ (etyleenitereftalaatti)n-1 + MHET
Hyvin pieni määrä PET muovia hajoaa PETaasilla bis(2-hydroksietyylitereftalaatiksi (BHET). PETaasit pystyvät myös pilkkomaan PEF muovia (polyetyleeni-2,5-furaanidikarboksylaatti), joka on biopohjainen PET korvaava muovi. PETaasit eivät hydrolysoi alifaattisia polyestereitä kuten polybutyleenisukkinaattia tai polylaktidia.[2]
Historia
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Ensimmäinen PETaasi loydettiin 2016 Ideonella sakaiensis 201-F6 bakteerikannasta Japanilaisen PET muovipullojen kierrätyslaitoksen läheisyydestä otetuista liejunäytteistä.[1] Monia muunlaisia PET polyesteriä pilkkovia hydrolaaseja on kuvailtu ennen PETaasin löytämistä.[2] Eri entsyymien kykyä pilkkoa erilaisia polyestereitä on kuvailtu esimerkiksi ainakin jo vuosina 1975 (α-kymotrypsiini)[3] ja 1977 (lipaasi).[4] PET otettiin laajaan käyttöön 1970-luvulla, jonka vuoksi bakteerien PETaasien on esitetty kehittyneen aivan hiljattain.[2]
MHET hajoaminen I. sakainensis bakteerissa
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]MHET hajoaa I. sakaiensis bakteerissa MHETaasi entsyymillä hydroksietyylitereftalaatiksi, joka hajoaa ympäristön veden vaikutuksesta tereftaalihapoksi ja etyleeniglykoliksi. Nämä muuntuvat ympäristölle harmittomiksi hiilidioksidiksi ja vedeksi.[1]
Rakenne
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Huhtikuussa 2018 tunnettiin 13 PETaasien kiderakennetta: 6EQD, 6EQE, 6EQF, 6EQG, 6EQH, 6ANE, 5XJH, 5YNS, 5XFY, 5XFZ, 5XG0, 5XH2 ja 5XH3.
Geenimuuntelu
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]2018 tutkijaryhmä tutki PETaasien evoluutiota ja sattumalta heidän onnistui lisätä entsyymin PET hydrolysoivaa vaikutusta geenitekniikkaa hyödyntäen noin 20%.[5] Tutkimuksessa tehtiin kaksoismutantti (S238F ja W159H), jonka katalyyttinen keskus oli alkuperäistä entsyymiä kapeampi. Parannuksen ehdotettiin kertovan siitä, ettei kyseisen PETaasin kyky pilkkoa PET muovia ollut vielä kehittynyt huippuunsa ja entsyymiä olisi siten mahdollista tehostaa entisestään muunlaisin mutaatioin.[2]
Animaatiot ja kuvat
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
|
|
|
|
| PET. | MHET. | Tereftaalihappo ja etyleeniglykoli. | PET hajoaa etyleeniglykoliksi ja tereftaalihapoksi. |
Katso myös
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- Isovahakoisa - koisiin kuuluva perhonen jonka toukka hajottaa polyeteeni-muovia.
Lähteet
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- ↑ a b c Shosuke Yoshida, Kazumi Hiraga, Toshihiko Takehana, Ikuo Taniguchi, Hironao Yamaji, Yasuhito Maeda: A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate). (Lehdistöjulkaisu) Science, 11.3.2016, 351. vsk, nro 6278, s. 1196–1199. PubMed:26965627 doi:10.1126/science.aad6359 ISSN 1095-9203 Bibcode:2016Sci...351.1196Y Artikkelin verkkoversio.
- ↑ a b c d Harry P. Austin, Mark D. Allen, Bryon S. Donohoe, Nicholas A. Rorrer, Fiona L. Kearns, Rodrigo L. Silveira: Characterization and engineering of a plastic-degrading aromatic polyesterase. Proceedings of the National Academy of Sciences, 17.4.2018. PII: 201718804 PubMed:29666242 doi:10.1073/pnas.1718804115 ISSN 0027-8424 Artikkelin verkkoversio.
- ↑ Iwao Tabushi, Hidenori Yamada, Hidetaka Matsuzaki, Junji Furukawa: Polyester readily hydrolyzable by chymotrypsin. Journal of Polymer Science: Polymer Letters Edition, elokuu 1975, 13. vsk, nro 8, s. 447–450. doi:10.1002/pol.1975.130130801 ISSN 0360-6384 Artikkelin verkkoversio.
- ↑ Yutaka Tokiwa, Tomoo Suzuki: Hydrolysis of polyesters by lipases. Nature, 3.11.1977, 270. vsk, nro 5632, s. 76–78. PubMed:927523 doi:10.1038/270076a0 ISSN 0028-0836 Artikkelin verkkoversio.
- ↑ Damian Carrington: Scientists accidentally create mutant enzyme that eats plastic bottles 16.4.2018. the Guardian. Arkistoitu 19.4.2019. Viitattu 19.4.2018. (englanniksi)