پژوهشگران آنزیمی عجیب کشف کرده‌اند که ساختاری شبیه شخصیت پک‌من در بازی ویدیویی معروف دارد، و می‌تواند برخی پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر را تجزیه کند. این آنزیم در عین حال از توانایی تجزیه برخی آنتی‌بیوتیک‌ها، از جمله پنی‌سیلین هم برخوردار است.
به گزارش سیناپرس، پژوهشگران دانشگاه کنستانتس آلمان آنزیمی از خانواده استراز کشف و به دلیل شکل باز و گسترده بخش فعال آنزیم، نام مستعار «پک‌من» را برای آن انتخاب کردند. این بخش به مولکول‌های بزرگ‌تر اجازه می‌دهد به محل انجام واکنش شیمیایی نزدیک شوند.
کشف آنزیم در خاک جنگل
داستان کشف این آنزیم با بررسی نوعی پلاستیک زیست‌تخریب‌پذیر به نام پلی‌استرهای آلیفاتیک زنجیره‌بلند آغاز شد. پژوهشگران قطعاتی از این ماده را در خاک جنگلی باغ گیاه‌شناسی دانشگاه دفن کردند و تغییرات آن را بررسی کردند. آن‌ها همچنین آزمایش‌هایی را در محیط آزمایشگاهی انجام دادند تا فعالیت میکروب‌های خاک را هنگام تجزیه مواد مختلف اندازه‌گیری کنند.
بررسی نمونه‌ها نشان داد که باکتری‌ها می‌توانند به این نوع پلاستیک حمله کنند. پژوهشگران با تعیین توالی DNA موجود در جامعه میکروبی خاک، ژنی را شناسایی کردند که هنگام تجزیه این ماده فراوان‌تر شده بود. این ژن دستور ساخت آنزیمی را می‌دهد که می‌تواند در سطح سلول باکتری قرار گیرد و مستقیماً با پلاستیک تماس داشته باشد.
آزمایش‌های بعدی تایید کردند که این آنزیم قادر است برخی پلی‌استرها را به اجزای مولکولی کوچک‌تر تجزیه کند. در آزمایش‌های خاک نیز چند نوع پلاستیک زیست‌تخریب‌پذیر طی حدود ۲۵۰ تا ۳۳۰ روز کاملا تجزیه شدند. بااین‌حال، تقریبا هیچ تجزیه‌ای در نمونه‌های پلی‌اتیلن با چگالی بالا یا HDPE مشاهده نشد. ماده‌ای که در بسیاری از محصولات پلاستیکی روزمره کاربرد دارد.
ارتباط غیرمنتظره با آنتی‌بیوتیک‌ها
بخش مهم دیگر پژوهش به توانایی همین آنزیم در تجزیه آنتی‌بیوتیک‌های بتالاکتام مربوط می‌شود. این گروه دارویی شامل پنی‌سیلین است. برخی باکتری‌ها با تولید آنزیم‌هایی که ساختار شیمیایی این داروها را تخریب می‌کنند، می‌توانند در برابر آن‌ها مقاومت پیدا کنند.
آزمایش‌های آزمایشگاهی نشان دادند آنزیم تازه‌شناسایی‌شده علاوه بر تجزیه پلی‌استرها، می‌تواند برخی آنتی‌بیوتیک‌های بتالاکتام را نیز تجزیه کند. این یافته احتمال وجود ارتباط زیستی میان توانایی تجزیه پلاستیک و مقاومت آنتی‌بیوتیکی را مطرح می‌کند.
بااین‌حال، پژوهشگران ثابت نکرده‌اند که این آنزیم به‌تنهایی باعث افزایش مقاومت آنتی‌بیوتیکی در محیط طبیعی می‌شود. این احتمال به بررسی‌های بیشتری نیاز دارد و نباید آن را نتیجه قطعی مطالعه دانست.
به نقل از خبرآنلاین، این پژوهش گامی برای شناخت بهتر توانایی میکروب‌ها در تجزیه مواد پلاستیکی خاص است، اما آنزیم مورد بررسی همه انواع پلاستیک را تجزیه نمی‌کند و کاربرد گسترده آن در طبیعت یا سامانه‌های صنعتی نیز اثبات نشده است.
اهمیت اصلی کشف در این است که نشان می‌دهد میکروب‌های محیطی ممکن است توانایی‌های آنزیمی ناشناخته‌ای برای استفاده از برخی مواد مصنوعی به دست آورده باشند. شناخت این سازوکارها می‌تواند در آینده به طراحی روش‌های بهتر برای مدیریت پسماندهای پلاستیکی کمک کند.
