Ez a rövid cikk elmagyarázza, mi a biokatalízis, milyen jelentőséggel bír, és hogyan használható fel az emberiség és a környezet javára.
Ennek a rövid cikknek az a célja, hogy felhívja az olvasó figyelmét a biokatalízis fontosságára és arra, hogy hogyan használható fel az emberiség és a környezet. Biokatalízis biológiai ágensek, legyen az enzimek vagy élő szervezetek kémiai reakciók katalizálására történő felhasználására utal. Az alkalmazott enzimek lehetnek izolált formában vagy az élő szervezetben expresszálódnak, ha az organizmust egy ilyen reakció katalizálására használjuk. Az enzimek és élő szervezetek használatának az az előnye, hogy nagyon specifikusak, és nem adnak független termékeket, ami megfigyelhető, amikor vegyi anyagokat használnak ilyen reakciók végrehajtására. Egy másik előny, hogy az enzimek és élő szervezetek kevésbé zord körülmények között működnek, és környezetbarátak, szemben az ilyen átalakításokhoz használt vegyi anyagokkal.
A reakció enzimek és élő szervezetek segítségével történő katalizálásának folyamatát biotranszformációnak nevezik. Az ilyen biotranszformációs reakciók nem csak in vivo fordulnak elő az emberi testben (a máj az előnyben részesített szerv; ahol citokróm P450-eket használnak a xenobiotikumok átalakítására víz oldható vegyületek, amelyek kiválasztódnak a szervezetből), de ex vivo is hasznosíthatók mikrobiális enzimek segítségével az emberiség számára előnyös reakciók végrehajtására.
Rengeteg út létezik a biokatalízishez1 és a biotranszformációs reakciók felhasználhatók emberi és környezeti előnyökre. Az egyik ilyen terület, amely indokolttá teszi egy ilyen technológia alkalmazását, a gyártás műanyag anyag, legyen szó zacskók, kannák, palackok vagy bármilyen hasonló tartály(ok) gyártásához, vegyileg előállított formában műanyag hatalmas veszélyt jelentenek a környezet biológiai sokféleségére, és biológiailag nem lebonthatók. Felhalmozódnak a környezetben, és nem tudnak könnyen megszabadulni tőlük. Enzimek és élő szervezetek felhasználása a termeléshez bioműanyagból, műanyag amelyek biológiailag könnyen lebomlanak, és nem jelentenek veszélyt a környezetre, nemcsak a vegyi eredetű műanyaghulladék mennyiségének csökkentésében, hanem az ökoszisztémák fenntartásában is sokat segíthetnek, és megakadályozzák növény- és állatvilágunk kihalását. A bioműanyagból készült, biológiailag lebomló tartályokat számos iparágban hasznosítanák, például a mezőgazdaságban, az élelmiszer-csomagolásban, az italgyártásban és a gyógyszeriparban.
Manapság számos technológia létezik a bioműanyagok előállítására2-4. Néhányukat laboratóriumban validálták, míg mások még gyerekcipőben járnak. A kutatások világszerte dolgoznak ilyen technológiákon, hogy költséghatékonyak legyenek5 és méretezhető, hogy felhasználhatók legyenek bioműanyagok előállítására ipari környezetben. Ezek a bioműanyagok végső soron helyettesíthetik a vegyi úton előállított műanyagokat műanyag.
Doi: https://doi.org/10.29198/scieu1901
***
Forrás (ok)
1. Pedersen JN et al. 2019. Genetikai és kémiai megközelítések enzimek felületi töltéstervezésére és alkalmazhatóságuk a biokatalízisben: Áttekintés. Biotechnol Bioeng. https://doi.org/10.1002/bit.26979
2. Fai Tsang Y et al. 2019. Bioműanyag előállítása élelmiszer-hulladék valorizálásával. Environment International. 127. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.03.076
3. Costa SS et al. 2019. Mikroalgák, mint polihidroxialkanoátok (PHA-k) forrása – Áttekintés. Int J Biol Macromol. 131. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.03.099
4. Johnston B et al. 2018. A polihidroxi-alkanoátok mikrobiális előállítása hulladék polisztirol fragmensekből, amelyeket oxidatív lebontással értek el. Polimerek (Bázel). 10. (9) bekezdése alapján. https://doi.org/10.3390/polym10090957
5. Poulopoulou N et al. 2019. Exploring Next Generation mérnöki bioműanyagok: poli(alkilén-furanoát)/poli(alkilén-tereftalát) (PAF/PAT) keverékek. Polimerek (Bázel). 11. (3) bekezdése alapján. https://doi.org/10.3390/polym11030556
A SZERZŐRŐL
Rajeev Soni PhD (Cambridge)
Dr Rajeev Soni PhD fokozatot szerzett molekuláris biológiából a Cambridge-i Egyetemen, ahol Cambridge Nehru és Schlumberger tudós volt. Tapasztalt biotechnológiai szakember, és számos vezető szerepet töltött be a tudományos életben és az iparban.
A blogokon kifejtett nézetek és vélemények kizárólag a szerző(k) és egyéb közreműködők (ha vannak ilyenek) nézetei és véleményei.
