کشف آنزیمی که قابلیت تجزیه پلاستیک و آنتی‌بیوتیک را دارد / آیا معمای مقاوم شدن باکتری‌ها در برابر دارو حل شد؟
به نقل از خبرآنلاین، محققان دانشگاه کنستانتس در آلمان موفق به کشف آنزیمی از گروه استراز شده‌اند که به علت ساختار باز و وسیع ناحیه فعال آن، به‌عنوان «پک‌من» شناخته می‌شود. این ویژگی به مولکول‌های بزرگ‌تر این امکان را می‌دهد که به نزدیکی محل واکنش شیمیایی بیایند.
کشف آنزیم در بستر خاک جنگل
روایت کشف این آنزیم با بررسی نوعی پلاستیک زیست‌تخریب‌پذیر به نام پلی‌استرهای آلیفاتیک زنجیره‌بلند آغاز می‌شود. پژوهشگران بخشی از این ماده را در خاک جنگلی یکی از باغ‌های گیاه‌شناسی دفن کرده و تغییرات آن را مورد بررسی قرار دادند. علاوه بر این، آن‌ها آزمایش‌هایی در محیط آزمایشگاهی انجام دادند تا فعالیت میکروب‌های موجود در خاک را در حین تجزیه مواد مختلف ارزیابی نمایند.
تحلیل نمونه‌ها نشان داد که باکتری‌ها می‌توانند به این نوع پلاستیک نفوذ کنند. با تعیین توالی DNA در جامعه میکروبی خاک، پژوهشگران ژنی را شناسایی کردند که حین تجزیه این ماده بیشتر از دیگر ژن‌ها فعال شده بود. این ژن الگوی تولید آنزیمی را فراهم می‌سازد که می‌تواند به سطح سلول باکتری متصل شده و به‌طور مستقیم با پلاستیک در ارتباط باشد.
آزمایشات بعدی نشان دادند که این آنزیم توانایی تجزیه برخی پلی‌استرها به اجزاء مولکولی کوچک‌تر را دارد. در آزمایش‌های خاک نیز چند نوع پلاستیک زیست‌تخریب‌پذیر ظرف مدت حدود ۲۵۰ تا ۳۳۰ روز به‌طور کامل تجزیه شدند. اما در مورد نمونه‌های پلی‌اتیلن با چگالی بالا (HDPE) تقریباً هیچ نوع تجزیه‌ای مشاهده نشد. این ماده در بسیاری از محصولات پلاستیکی روزمره استفاده می‌شود.
ارتباط غیرمنتظره با آنتی‌بیوتیک‌ها
بخش اصلی دیگر این تحقیق به توانایی همان آنزیم در تجزیه آنتی‌بیوتیک‌های بتالاکتام مربوط می‌شود، که شامل داروهایی نظیر پنی‌سیلین است. برخی از باکتری‌ها با تولید آنزیم‌هایی که ساختار شیمیایی این نوع داروها را تخریب می‌کنند، قادر به ایجاد مقاومت در برابر آن‌ها می‌گردند.
نتایج آزمایش‌های آزمایشگاهی نشان دادند که آنزیم تازه کشف شده علاوه بر تجزیه پلی‌استرها، می‌تواند برخی از آنتی‌بیوتیک‌های بتالاکتام را نیز شکسته و آن‌ها را تجزیه کند. این یافته پرسشی در مورد امکان وجود ارتباط زیستی بین توانایی تجزیه پلاستیک و ایجاد مقاومت آنتی‌بیوتیکی به وجود می‌آورد.
با این وجود، پژوهشگران هنوز به‌طور قطع نشان نداده‌اند که این آنزیم به‌تنهایی موجب افزایش مقاومت آنتی‌بیوتیکی در محیط‌های طبیعی می‌شود. این ممکن است نیازمند بررسی‌های بیشتری باشد و نمی‌توان آن را به‌عنوان نتیجه‌ای نهایی از مطالعه مطرح کرد.
این تحقیق گامی در جهت شناخت بهتر توانایی میکروب‌ها در تجزیه مواد پلاستیکی خاص محسوب می‌شود، اما آنزیم مورد بررسی قادر به تجزیه همه انواع پلاستیک‌ها نیست و کاربرد آن به‌طور وسیع در طبیعت یا سیستم‌های صنعتی به اثبات نرسیده است.
دریافت اصلی این کشف این است که میکروب‌های بومی ممکن است توانایی‌های آنزیمی ناشناخته‌ای برای بهره‌برداری از برخی مواد مصنوعی پیدا کرده باشند. شناخت این مکانیسم‌ها در آینده می‌تواند به طراحی فنون بهتر برای مدیریت ضایعات پلاستیکی کمک رساند.
منبع: scitechdaily
۵۸۵۸