Bakteria Pemakan Plastik: Enzim PETase Dipertingkatkan Mampu Mengurai Sisa Plastik dalam Masa Beberapa Hari

Bakteria Pemakan Plastik: Enzim PETase Dipertingkatkan Mampu Mengurai Sisa Plastik dalam Masa Beberapa Hari. Pencemaran plastik merupakan krisis global yang memerlukan penyelesaian segera. Penemuan bakteria Ideonella sakaiensis pada tahun 2016 membuka jalan kepada penggunaan enzim PETase untuk mengurai plastik PET. Kini, penyelidik dari University of Portsmouth dan kolaborator antarabangsa berjaya mereka bentuk enzim PETase yang diubah suai secara genetik, meningkatkan kecekapan penguraian sehingga 20 kali ganda. Kajian yang diterbitkan dalam Nature Communications ini menunjukkan bahawa enzim tersebut mampu mengurai plastik PET dalam masa beberapa hari, menawarkan harapan baru dalam teknologi kitar semula biologi.. Krisis Pencemaran Plastik Global Plastik telah menjadi bahan yang tidak dapat dipisahkan daripada kehidupan moden. Daripada pembungkusan makanan kepada peranti elektronik, plastik menawarkan ketahanan dan fleksibiliti yang sukar ditandingi. Namun, sifat tahan lama yang sama menyebabkan plastik sukar diurai secara semula jadi. Dianggarkan lebih 8 juta tan plastik memasuki lautan setiap tahun, mengancam ekosistem marin dan rantai makanan manusia. Plastik polietilena tereftalat PET merupakan salah satu jenis plastik yang paling banyak digunakan, terutamanya dalam botol minuman dan pembungkusan. Proses penguraian semula jadi PET mengambil masa berabad-abad, menyebabkan timbunan sisa yang semakin membimbangkan. Penemuan Ideonella sakaiensis Pada tahun 2016, sekumpulan penyelidik dari Jepun membuat penemuan mengejutkan: sejenis bakteria yang mampu hidup dengan memakan plastik PET. Bakteria yang dinamakan Ideonella sakaiensis ini menghasilkan dua enzim utama, iaitu PETase dan MHETase, yang bekerjasama untuk mengurai PET menjadi monomer asasnya. Penemuan ini diterbitkan dalam jurnal Science dan mencetuskan gelombang penyelidikan baru dalam bidang biodegradasi plastik. Walaupun revolusioner, enzim asli ini berfungsi pada kadar yang sangat perlahan, mengambil masa beberapa minggu untuk mengurai lapisan nipis plastik. Kejuruteraan Enzim PETase Dipertingkatkan Penyelidik dari University of Portsmouth, bersama dengan rakan dari Amerika Syarikat dan Brazil, mengambil langkah lebih jauh dengan menggunakan teknik kejuruteraan protein untuk mengubah suai struktur enzim PETase. Dengan menganalisis struktur kristal enzim tersebut menggunakan pembelauan sinar-X, mereka mengenal pasti tapak aktif yang bertanggungjawab untuk memotong ikatan kimia dalam PET. Melalui mutasi terarah, mereka memperkenalkan perubahan pada beberapa asid amino untuk meningkatkan kestabilan dan aktiviti enzim. Hasilnya, enzim PETase yang diubah suai ini menunjukkan peningkatan kecekapan penguraian sebanyak 20 kali ganda berbanding enzim asli. Kajian ini diterbitkan dalam Nature Communications pada tahun 2022. Keputusan Uji Kaji dan Kejayaan Mengejutkan Dalam uji kaji makmal, enzim PETase yang dipertingkatkan mampu mengurai plastik PET komersial dalam masa hanya 72 jam pada suhu 40 darjah Celsius. Proses ini menghasilkan monomer asas seperti asid tereftalat dan etilena glikol, yang boleh digunakan semula untuk menghasilkan plastik baru yang berkualiti tinggi. Ini bermakna kitar semula plastik secara kimia boleh dilakukan dengan lebih cekap dan menjimatkan tenaga. Lebih mengejutkan, enzim ini juga berfungsi pada plastik PET yang telah terdegradasi separa, yang biasanya sukar dikitar semula melalui kaedah konvensional. Implikasi dan Cabaran Masa Depan Penemuan ini membuka peluang besar dalam industri kitar semula. Dengan enzim yang lebih cekap, proses penguraian plastik boleh dilakukan dalam skala industri, mengurangkan kebergantungan kepada kaedah kitar semula mekanikal yang sering menghasilkan plastik berkualiti rendah. Namun, cabaran masih wujud. Enzim PETase yang dipertingkatkan masih memerlukan suhu sederhana untuk berfungsi optimum, dan kos pengeluaran enzim dalam kuantiti besar perlu diturunkan. Selain itu, plastik jenis lain seperti polietilena PE dan polipropilena PP masih belum dapat diurai dengan enzim yang sama. Penyelidikan sedang giat dijalankan untuk mencari atau mereka bentuk enzim baru yang mampu mengurai pelbagai jenis plastik. Kesimpulan: Harapan Baru untuk Bumi Kajian ini membuktikan bahawa alam semula jadi menyediakan penyelesaian kepada masalah yang dicipta oleh manusia. Dengan bantuan bioteknologi moden, enzim daripada bakteria pemakan plastik boleh dipertingkatkan untuk menjadi alat yang berkesan dalam memerangi pencemaran plastik. Walaupun masih dalam peringkat awal, penemuan ini menawarkan harapan bahawa suatu hari nanti, sisa plastik boleh diurus secara mampan tanpa meninggalkan jejak karbon yang besar. Langkah seterusnya adalah untuk mengkomersialkan teknologi ini dan mengintegrasikannya ke dalam sistem pengurusan sisa global.