Šajos īsajos rakstos ir izskaidrots, kas ir biokatalīze, tās nozīme un kā to var izmantot cilvēces un vides labā.
Šī īsā raksta mērķis ir likt lasītājam apzināties biokatalīzes nozīmi un to, kā to var izmantot cilvēces un vide. Biokatalīze attiecas uz bioloģisko aģentu izmantošanu, lai katalizētu ķīmiskās reakcijas, neatkarīgi no tā, vai tie ir fermenti vai dzīvi organismi. Izmantotie fermenti var būt izolētā veidā vai izteikti dzīvā organismā, ja organismu izmanto šādas reakcijas katalīzei. Fermentu un dzīvo organismu izmantošanas priekšrocība ir tā, ka tie ir ļoti specifiski un nerada nesaistītus produktus, kas tiek novērots, izmantojot ķīmiskas vielas šādu reakciju veikšanai. Vēl viena priekšrocība ir tā, ka fermenti un dzīvie organismi darbojas mazāk skarbākos apstākļos un ir videi draudzīgi pretstatā ķīmiskajām vielām, ko izmanto šādām transformācijām.
Reakcijas katalizācijas process, izmantojot fermentus un dzīvos organismus, ir pazīstams kā biotransformācija. Šādas biotransformācijas reakcijas notiek ne tikai in vivo cilvēka organismā (aknas ir vēlamais orgāns; kur citohromu P450 izmanto, lai ksenobiotikas pārvērstu par ūdens šķīstošie savienojumi, kas var izdalīties no organisma), bet var tikt izmantoti arī ex vivo, izmantojot mikrobu fermentus, lai veiktu reakcijas, kas ir labvēlīgas cilvēcei.
Biokatalīzei ir daudz ceļu1 un biotransformācijas reakcijas var izmantot cilvēku un vides labā. Viena no jomām, kas garantē šādas tehnoloģijas izmantošanu, ir ražošana plastmasa materiāls, neatkarīgi no tā, vai tas ir paredzēts ķīmiski izgatavotu maisiņu, skārdeņu, pudeļu vai jebkura cita(-u) konteinera(-u) ražošanai plastmasas rada milzīgus draudus vides bioloģiskajai daudzveidībai un nav bioloģiski noārdāmi. Tie uzkrājas vidē un nespēj no tiem viegli atbrīvoties. Enzīmu un dzīvo organismu izmantošana ražošanai bioplastmasa, plastmasas kas var viegli bioloģiski noārdīties un neapdraud vidi, tas ne tikai palīdzētu samazināt ķīmiski iegūto plastmasas atkritumu daudzumu, bet arī palīdzētu uzturēt ekosistēmas un novērstu mūsu floras un faunas izzušanu. Bioloģiski noārdāmos konteinerus, kas izgatavoti no bioplastmasas materiāliem, varētu izmantot vairākās nozarēs, piemēram, lauksaimniecības rūpniecībā, pārtikas iepakojumā, dzērienu ražošanā un farmācijā.
Mūsdienās bioplastmasas ražošanai ir pieejamas dažādas tehnoloģijas2-4. Daži no tiem ir apstiprināti laboratorijā, bet citi joprojām ir sākumstadijā. Pētījumi visā pasaulē strādā pie šādām tehnoloģijām, lai padarītu tās rentablas5 un mērogojami, lai tos varētu izmantot bioplastmasas ražošanai rūpnieciskā vidē. Šīs bioplastmasas galu galā var aizstāt ķīmiski ražotas plastmasas.
DOI: https://doi.org/10.29198/scieu1901
***
Avots (-i)
1. Pedersen JN et al. 2019. Ģenētiskās un ķīmiskās pieejas fermentu virsmas lādiņu inženierijai un to pielietojamība biokatalīzē: pārskats. Biotechnol Bioeng. https://doi.org/10.1002/bit.26979
2. Fai Tsang Y et al. 2019. Bioplastmasas ražošana, izmantojot pārtikas atkritumu valorizāciju. International Environment. 127. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.03.076
3. Costa SS et al. 2019. Mikroaļģes kā polihidroksialkanoātu (PHA) avots – pārskats. Int J Biol Macromol. 131. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.03.099
4. Johnston B et al. 2018. Polihidroksialkanoātu mikrobiālā ražošana no atkritumu polistirola fragmentiem, kas iegūti, izmantojot oksidatīvo noārdīšanos. Polimēri (Bāzele). 10(9). https://doi.org/10.3390/polym10090957
5. Poulopoulou N et al. 2019. gada nākamās paaudzes inženiertehnisko bioplastmasu izpēte: poli(alkilēnfuranoāta)/poli(alkilēntereftalāta) (PAF/PAT) maisījumi. Polimēri (Bāzele). 11(3). https://doi.org/10.3390/polym11030556
PAR AUTORU
Rajjevs Soni PhD (Kembridža)
Dr Rajjevs Soni ir ieguvis doktora grādu molekulārajā bioloģijā Kembridžas Universitātē, kur viņš bija Kembridžas Neru un Šlumbergera zinātnieks. Viņš ir pieredzējis biotehnoloģiju profesionālis un ieņēmis vairākus vadošus amatus akadēmiskajās aprindās un rūpniecībā.
Emuāros paustie viedokļi un viedokļi ir tikai autora(-u) un cita(-u) līdzstrādnieka(-u), ja tādi ir.
