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
muokkaaEnsimmäinen 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
muokkaaMHET hajoaa I. sakaiensis bakteerissa MHETaasi entsyymillä hydroksietyylitereftalaatiksi, joka hajoaa ympäristön veden vaikutuksesta tereftaalihapoksi ja etyleeniglykoliksi. Nämä muuntuvat ympäristölle harmittomiksi hiilidioksidiksi ja vedeksi.[1]
Rakenne
muokkaaHuhtikuussa 2018 tunnettiin 13 PETaasien kiderakennetta: 6EQD, 6EQE, 6EQF, 6EQG, 6EQH, 6ANE, 5XJH, 5YNS, 5XFY, 5XFZ, 5XG0, 5XH2 ja 5XH3.
Geenimuuntelu
muokkaa2018 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
|
|
|
|
| PET. | MHET. | Tereftaalihappo ja etyleeniglykoli. | PET hajoaa etyleeniglykoliksi ja tereftaalihapoksi. |
Katso myös
muokkaa- Isovahakoisa - koisiin kuuluva perhonen jonka toukka hajottaa polyeteeni-muovia.
Lähteet
muokkaa- ↑ 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. Bibcode:2016Sci...351.1196Y. PubMed:26965627. doi:10.1126/science.aad6359. ISSN 1095-9203. 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)