Пластиковое загрязнение все больше влияет на здоровье побережий и океанов. Одной из хорошо известных проблем являются пластиковые бутылки из полиэтилентерефталата, или ПЭТ. Новое исследование с участием ученых из исследовательской группы профессора Рут Шмитц-Штрайт в Кильском университете впервые с использованием микроорганизмов из глубокого моря показало, что полимеры, такие как ПЭТ, постоянно разлагаются под действием фермента.
Результаты фундаментально расширяют знания об ферментах, разлагающих ПЭТ, основополагающем механизме и эволюционном понимании разнообразия предполагаемых ферментов, разлагающих ПЭТ, во всем Мировом океане. Исследовательская группа опубликовала результаты в журнале Communications Chemistry, где обсуждаются как биотехнологические применения, так и высокая значимость биогеохимических процессов в океане и на суше.
Исследование подчеркивает особую особенность фермента, разлагающего ПЭТ. «В нашем исследовании мы обнаружили новый генетический ресурс глубоководных организмов, принадлежащих к археям», — говорит профессор Рут Шмитц-Штрайт. До сих пор было известно около 80 различных ферментов, разлагающих ПЭТ, большинство из которых обнаружено в бактериях или грибах.
«Наши данные способствуют лучшему пониманию экологической роли глубоководных архей и возможной деградации ПЭТ-отходов в море», — добавил он.
Используя метагеномный подход, исследовательская группа впервые идентифицировала и биохимически описала фермент PET46, разлагающий ПЭТ, из некультивируемого глубоководного микроорганизма. Это включало идентификацию гена из глубоководного образца на основе сходства с известными последовательностями, синтез соответствующего кодирующего гена, производство белка в бактерии Escherichia coli, а затем изучение его биохимически и структурно.
PET46 обладает множеством необычных свойств и расширяет разнообразие ПЭТ-активных ферментов. Структурно фермент существенно отличается от обнаруженных ранее. Например, он обладает способностью разрушать как молекулы ПЭТ с очень длинной цепью, известные как полимеры, так и молекулы ПЭТ с короткой цепью, известные как олигомеры, а это означает, что разложение может быть непрерывным.
Помимо прочего, ПЭТ46 использует совершенно другой механизм связывания субстрата, чем ранее известные ферменты, разлагающие ПЭТ. Исследователи описывают необычную «крышку» из 45 аминокислот над активным центром фермента, имеющую решающее значение для связывания. Для других ПЭТ-ферментов типичны ароматические аминокислоты, близкие к активному центру.
На молекулярном уровне PET46 очень похож на другой фермент — эстеразу феруловой кислоты. Это разрушает природный полимер лигнин в стенках растительных клеток, разрушая полимеры лигнина с высвобождением сахаров из древесных частей растений. Лигнин и ПЭТ имеют много структурных сходств, поэтому обнаруженные в природе ферменты, разлагающие ПЭТ, могут быть важны, например, для компостирования древесины в лесных почвах.
Биохимические свойства PET46 делают его очень интересным ферментом как для морских и наземных пластмасс, так и для биотехнологий. По сравнению с наиболее изученными ферментами, разлагающими ПЭТ из бактерий и растений для компостирования, ПЭТ46 более эффективен при 70°С, чем эти эталонные ферменты при соответствующих оптимальных температурах.
Детский череп со следами 4000-летней хирургической операции найден в Узбекистане
Небольшая могила на юге Узбекистана неожиданно приоткрыла завесу тайны над одной из самых деликатных и опасных медицинских практик бронзового века. Археологи, работающие в Джаркутане, крупном поселении древней Оксусской цивилизации, обнаружили…
В Азербайджане на скале найдена утраченная урартская надпись возрастом 2800 лет
Исследователи обнаружили урартскую клинописную надпись, высеченную в скале в Нахчыванском районе Азербайджана, что разрешило давний вопрос об одном из самых редких известных текстов железного века на Южном Кавказе. Надпись, датируемая…
CNS: Иглоукалывание способно ускорить восстановление после инсульта
Иглоукалыванием можно помочь восстановить подвижность после инсульта через изменения в структуре головного мозга. К этому выводу пришли специалисты Шанхайского университета традиционной китайской медицины в ходе исследования, итоги которого опубликованы в …
МО: за ночь над Россией сбили 123 украинских БПЛА
Средства противовоздушной обороны сбили над российскими регионами, Азовским и Черным морями 123 украинских беспилотника в течение минувшей ночи. Об этом сообщили в Минобороны РФ. "В течение прошедшей ночи в период…
Шуваев: в Белгородской области при атаках ВСУ пострадали три человека
Вооруженные силы Украины атаковали территорию Белгородской области более 50 раз за прошедшие сутки. В результате атак пострадали три мирных жителя, сообщил врио губернатора региона Александр Шуваев в "Максе". "За минувшие…
Хинштейн: ВСУ обстреляли Курскую область из артиллерии 165 раз за сутки
За прошедшие сутки в Курской области сбили 106 беспилотников Вооруженных сил Украины (ВСУ), ВСУ обстреляли ее приграничные районы 165 раз. Раненых нет, сообщил губернатор региона Александр Хинштейн. "Всего в период…
Госсекретарь США Марко Рубио перевел Украину в режим ожидания
Выступление госсекретаря США Марко Рубио перед сенаторами было сдержанным, но быстро разлетелось на ...
Белки мха могут объяснить, как растения освоили сушу
Некоторые открытия сделаны в местах, которые кажутся обычными. Physcomitrium patens — это небольшой ...
Не так страшно, что искусственный интеллект умнеет, как то, что естественный интеллект глупеет.
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".