Ten krótki artykuł wyjaśnia, czym jest biokataliza, jej znaczenie i jak można ją wykorzystać z korzyścią dla ludzkości i środowiska.
Celem tego krótkiego artykułu jest uświadomienie czytelnikowi, jak ważna jest biokataliza i jak można ją wykorzystać z korzyścią dla ludzkości i środowisko. Biokataliza odnosi się do wykorzystania czynników biologicznych, czy to enzymów, czy organizmów żywych, do katalizowania reakcji chemicznych. Wykorzystywane enzymy mogą być w postaci izolowanej lub wyrażane w żywym organizmie, gdy organizm jest używany do katalizowania takiej reakcji. Zaletą stosowania enzymów i żywych organizmów jest to, że są one bardzo specyficzne i nie wytwarzają niepowiązanych produktów, które obserwuje się przy użyciu chemikaliów do przeprowadzania takich reakcji. Kolejną zaletą jest to, że enzymy i żywe organizmy pracują w mniej surowych warunkach i są przyjazne dla środowiska, w przeciwieństwie do chemikaliów używanych do takich przemian.
Proces katalizowania reakcji przy użyciu enzymów i organizmów żywych nazywany jest biotransformacją. Takie reakcje biotransformacji zachodzą nie tylko in vivo w organizmie człowieka (preferowanym narządem jest wątroba, gdzie cytochrom P450 wykorzystuje się do przekształcania ksenobiotyków w woda rozpuszczalne związki, które można wydalić z organizmu), ale można je również wykorzystać ex vivo przy użyciu enzymów mikrobiologicznych w celu przeprowadzenia korzystnych dla ludzkości reakcji.
Istnieje mnóstwo możliwości biokatalizy1 a reakcje biotransformacji mogą być stosowane z korzyścią dla ludzi i środowiska. Jednym z takich obszarów, który uzasadnia zastosowanie takiej technologii, jest produkcja Plastikowy materiału, czy to do produkcji toreb, puszek, butelek czy innych tego typu pojemników, wyprodukowanych chemicznie tworzyw sztucznych stanowią ogromne zagrożenie dla różnorodności biologicznej środowiska i nie ulegają biodegradacji. Kumulują się w środowisku i nie są w stanie się ich łatwo pozbyć. Wykorzystanie enzymów i organizmów żywych do produkcji bioplastiki, tworzyw sztucznych które łatwo ulegają biodegradacji i nie stanowią zagrożenia dla środowiska, znacznie przyczyniłyby się nie tylko do ograniczenia ilości odpadów z tworzyw sztucznych pochodzenia chemicznego, ale także pomogłyby w utrzymaniu ekosystemów i zapobiegłyby wyginięciu naszej flory i fauny. Biodegradowalne pojemniki wykonane z bioplastiku znalazłyby zastosowanie w kilku gałęziach przemysłu, takich jak przemysł rolniczy, opakowania do żywności, napoje i farmaceutyka.
Obecnie istnieje wiele technologii do produkcji biotworzyw2-4 . Niektóre z nich zostały zweryfikowane w laboratorium, podczas gdy inne są jeszcze w powijakach. Naukowcy na całym świecie pracują nad takimi technologiami, aby były opłacalne5 i skalowalne, dzięki czemu można je wykorzystać do produkcji bioplastików w warunkach przemysłowych. Te biotworzywa mogą ostatecznie zastąpić produkty wytwarzane chemicznie tworzyw sztucznych.
DOI: https://doi.org/10.29198/scieu1901
***
Źródło (s)
1. Pedersen JN i in. 2019. Genetyczne i chemiczne podejścia do inżynierii ładunku powierzchniowego enzymów i ich zastosowania w biokatalizie: przegląd. Biotechnol Bioeng. https://doi.org/10.1002/bit.26979
2. Fai Tsang Y i in. 2019. Produkcja bioplastiku poprzez waloryzację odpadów spożywczych. Środowisko międzynarodowe. 127. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.03.076
3. Costa SS i in. 2019. Mikroalgi jako źródło polihydroksyalkanianów (PHA) – przegląd. Int J Biol Makromol. 131. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.03.099
4. Johnston B i in. 2018. Mikrobiologiczna produkcja polihydroksyalkanianów z odpadowych fragmentów polistyrenu osiągnięta za pomocą degradacji oksydacyjnej. Polimery (Bazylea). 10(9). https://doi.org/10.3390/polym10090957
5. Poulopoulou N i in. 2019. Odkrywanie bioplastików inżynieryjnych nowej generacji: mieszanki poli(furanian alkilenu)/poli(tereftalan alkilenu) (PAF/PAT). Polimery (Bazylea). 11 ust. 3. https://doi.org/10.3390/polym11030556
O AUTORZE
Rajejew Soni Doktorat (Cambridge)
Dr Rajejew Soni posiada tytuł doktora biologii molekularnej na Uniwersytecie Cambridge, gdzie był stypendystą Cambridge Nehru i Schlumbergera. Jest doświadczonym specjalistą w dziedzinie biotechnologii i pełnił kilka wyższych ról w środowisku akademickim i przemysłowym.
Poglądy i opinie wyrażone na blogach są wyłącznie poglądami autora(ów) i innych współtwórców, jeśli tacy istnieją.
