Plasty dokážu rozložiť do niekoľkých hodín: Pomôžu enzýmy v slinách voskového červa zachrániť životné prostredie?
Objavené enzýmy sú prvé svojho druhu, ktoré dokážu rozložiť plasty bez predbežnej úpravy.
Plasty sú výrazným problémom, ktorý ohrozuje naše životné prostredie. V rámci nového výskumu sa však vedcom podarilo objaviť špeciálny enzým, ktorý dokáže plasty rozložiť. Za výskumom stoja vedci z CSIC.
Tento enzým sa nachádza v slinách lariev voskových molí druhu Galleria mellonella. Enzýmy nachádzajúce sa v slinách tejto larvy dokážu takmer okamžite spustiť reakciu, ktorá rozloží polyetylén. Ide o prvé objavené enzýmy, ktoré majú túto schopnosť. Reakcia prebieha mimoriadne rýchlo a bez predbežnej úpravy.
Polyetylén sa považuje za najpevnejší druh plastu a to je jeden z dôvodov, prečo sa využíva najviac. Spolu s polypropylénom a polystyrénom tvoria až 70% produkcie plastu. Ako už bolo spomenuté, znečistenie planéty plastmi predstavuje výraznú hrozbu pre životné prostredie a vedci sa už roky pokúšajú prísť na to, ako túto hrozbu zvrátiť. Medzi navrhované metódy boja so znečistením sa radí aj degradácia plastov pomocou špeciálnych baktérií alebo húb. Existuje však len hŕstka mikróbov, ktoré to dokážu.
„Na rozloženie plastov sa vyžaduje, aby kyslík prenikol do polyméru, čo je prvý krok pri oxidácii. Vyžaduje sa na to väčšinou vystavenie slnečnému svetlu, alebo vysokým teplotám. Polyetylén sa však považuje za najodolnejšie polyméry, preto jeho rozklad trvá mesiace, alebo dokonca až roky,“ vysvetľuje Federica Bertocchini, vedúca štúdie.
Objavené enzýmy sú prvé svojho druhu, schopné rozložiť polyetylén pomocou oxidácie len niekoľko hodín po tom, ako bol plast enzýmom vystavený. Sliny larvy voskovej mole vedci študovali pomocou elektrónového mikroskopu a podarilo sa im objaviť, že sú bohaté na proteíny. Odhalili dva, ktoré pomenovali Demetra a Ceres.
Ako enzýmy fungujú?
Demetra dokáže plast poškodiť vytvorením drobných „kráterov“ viditeľných voľným okom. Ceres dokáže plast rozložiť, no nezanecháva viditeľné stopy. Výskumníci preto veria, že tieto dva enzýmy vplývajú na plasty odlišným spôsobom. Zatiaľ sa ale nevie, na akých princípoch proteíny fungujú, vedci sa túto záhadu pokúsia vyriešiť v ďalších vedeckých prácach.
Neprehliadnite
Predchádzajúce výskumy hľadali stopy týchto enzýmov v tráviacom trakte červa. Vychádzali z predpokladu, že larvy voskovej mole využívajú plasty ako zdroj potravy. Tento predpoklad podľa autorov štúdie vyvolával veľa otázok, preto sa rozhodli hľadať odpovede niekde inde. Ich výskum sa od začiatku zameriaval na ústnu dutinu.
Objavené proteíny patria do skupiny fenolooxidázových enzýmov. Fenoly sú molekuly, ktoré rastliny používajú ako ochranu proti potenciálnym nepriateľom, napríklad larvám hmyzu. Hmyz preto dokáže produkovať fenoloxidázy, aby neutralizovali obranu rastliny. Vďaka tomu sa môžu nimi bezpečne kŕmiť. Fenoly sa zároveň nachádzajú v mnohých typoch plastov. Vedci sa domnievajú, že vďaka tomu dokážu sliny larvy voskového červa vytvoriť vhodné podmienky pre oxidáciu a depolymerizáciu plastu. Zatiaľ sú to však len špekulácie, tvrdia autori štúdie.
Komentáre