Penemuan Terbaharu: Enzim PETase yang Diubahsuai Mampu Mengurai Plastik Botol dalam Masa Beberapa Hari – Kajian Mendedahkan Potensi Kitar Semula Biologi yang Revolusioner

Penemuan Terbaharu: Enzim PETase yang Diubahsuai Mampu Mengurai Plastik Botol dalam Masa Beberapa Hari – Kajian Mendedahkan Potensi Kitar Semula Biologi yang Revolusioner. Penyelidik dari University of Portsmouth dan Institut Biologi Molekul dan Selular di Jepun berjaya mengubahsuai enzim PETase yang asalnya ditemui pada bakteria Ideonella sakaiensis. Enzim yang diubahsuai ini mampu mengurai plastik polietilena tereftalat (PET) dalam masa beberapa hari berbanding berabad-abad secara semula jadi. Kajian yang diterbitkan dalam jurnal Nature mendedahkan mekanisme molekul yang membolehkan enzim ini memecahkan ikatan ester dalam PET dengan lebih cekap. Penemuan ini membuka jalan kepada teknologi kitar semula biologi yang mesra alam dan berpotensi mengurangkan pencemaran plastik global secara drastik.. Pengenalan: Krisis Plastik Global dan Harapan Baru Setiap tahun, lebih 300 juta tan plastik dihasilkan di seluruh dunia, dan sebahagian besarnya berakhir di tapak pelupusan sampah atau mencemari lautan. Plastik polietilena tereftalat PET , yang digunakan secara meluas dalam botol minuman dan pembungkusan makanan, mengambil masa sehingga 400 tahun untuk terurai secara semula jadi. Namun, satu penemuan saintifik yang mengejutkan mungkin menawarkan penyelesaian revolusioner: enzim PETase yang diubahsuai mampu mengurai plastik PET dalam masa beberapa hari sahaja. Asal Usul Enzim PETase: Bakteria Pemakan Plastik Pada tahun 2016, sekumpulan penyelidik dari Jepun menemui bakteria Ideonella sakaiensis yang secara semula jadi mampu memakan plastik PET. Bakteria ini menghasilkan enzim yang dinamakan PETase, yang memecahkan PET kepada monomer asasnya, iaitu asid tereftalat dan etilena glikol. Penemuan ini diterbitkan dalam jurnal Science dan mencetuskan gelombang penyelidikan baru dalam bidang biodegradasi plastik. Walau bagaimanapun, enzim asli ini berfungsi dengan perlahan dan tidak praktikal untuk aplikasi industri. Pengubahsuaian Enzim: Kajian Terbaharu dari University of Portsmouth Pada tahun 2020, pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor John McGeehan dari University of Portsmouth, bekerjasama dengan Institut Biologi Molekul dan Selular di Jepun, berjaya mengubahsuai struktur enzim PETase. Dengan menggunakan teknik kejuruteraan protein dan kristalografi sinar-X, mereka mengenal pasti tapak aktif enzim dan membuat beberapa perubahan asid amino yang meningkatkan kestabilan dan aktiviti enzim. Hasilnya, enzim yang diubahsuai ini mampu mengurai plastik PET pada kadar 20 kali ganda lebih cepat berbanding enzim asli. Kajian ini diterbitkan dalam jurnal Nature pada tahun 2020. Mekanisme Molekul: Bagaimana Enzim Ini Berfungsi? Enzim PETase berfungsi dengan memecahkan ikatan ester dalam rantai polimer PET. Ikatan ester adalah ikatan kimia yang menghubungkan monomer asid tereftalat dan etilena glikol. Enzim ini mempunyai struktur seperti poket yang dipanggil tapak aktif, di mana molekul PET masuk dan dipecahkan. Pengubahsuaian yang dilakukan oleh pasukan penyelidik melibatkan penambahan jambatan garam dan penggantian beberapa asid amino untuk meningkatkan fleksibiliti dan kestabilan enzim pada suhu yang lebih tinggi. Ini membolehkan enzim berfungsi dengan lebih cekap dalam keadaan industri. Potensi Aplikasi: Kitar Semula Biologi yang Mesra Alam Penemuan ini membuka peluang besar untuk membangunkan teknologi kitar semula biologi. Berbanding dengan kitar semula mekanikal yang menghasilkan plastik berkualiti rendah, kitar semula biologi menggunakan enzim untuk memecahkan plastik kepada monomer asalnya, yang kemudiannya boleh digunakan semula untuk menghasilkan plastik baru yang sama kualitinya. Ini bermakna plastik boleh dikitar semula tanpa had tanpa kehilangan kualiti. Selain itu, proses ini beroperasi pada suhu rendah dan tidak memerlukan bahan kimia toksik, menjadikannya lebih mesra alam. Cabaran dan Penyelidikan Masa Depan Walaupun hasil kajian ini sangat memberangsangkan, masih terdapat beberapa cabaran yang perlu diatasi. Enzim PETase yang diubahsuai masih memerlukan suhu sekitar 40 darjah Celsius untuk berfungsi secara optimum, dan ia hanya berkesan pada plastik PET, bukan jenis plastik lain seperti polietilena PE atau polipropilena PP . Penyelidik kini sedang berusaha untuk mengubahsuai enzim supaya dapat berfungsi pada suhu yang lebih tinggi dan dapat mengurai pelbagai jenis plastik. Selain itu, kos pengeluaran enzim secara besar-besaran juga perlu diturunkan untuk menjadikannya kompetitif dengan kaedah kitar semula sedia ada. Impak Global: Mengurangkan Pencemaran Plastik Jika teknologi ini dapat dikomersialkan, impaknya terhadap alam sekitar akan sangat besar. Dianggarkan bahawa dengan menggunakan enzim PETase yang diubahsuai, kita boleh mengurangkan jumlah plastik yang berakhir di lautan dan tapak pelupusan sampah secara drastik. Negara-negara seperti Malaysia, yang merupakan antara pengimport plastik terbesar di dunia, boleh memanfaatkan teknologi ini untuk menguruskan sisa plastik dengan lebih berkesan. Selain itu, ia juga boleh mengurangkan kebergantungan kepada bahan api fosil untuk menghasilkan plastik baru. Kesimpulan: Satu Langkah Ke Arah Masa Depan yang Lebih Hijau Penemuan enzim PETase yang diubahsuai ini adalah satu kejayaan besar dalam bidang bioteknologi dan sains bahan. Ia menunjukkan bahawa alam semula jadi mempunyai penyelesaian yang menakjubkan untuk masalah yang dicipta oleh manusia. Dengan penyelidikan dan pembangunan yang berterusan, kita mungkin dapat melihat teknologi kitar semula biologi ini digunakan secara meluas dalam masa beberapa tahun akan datang. Ini adalah satu langkah penting ke arah masa depan yang lebih hijau dan mampan untuk planet kita.