Այս կարճ հոդվածը բացատրում է, թե ինչ է բիոկատալիզը, դրա նշանակությունը և ինչպես կարող է այն օգտագործվել մարդկության և շրջակա միջավայրի օգտին:
Այս հակիրճ հոդվածի նպատակն է տեղեկացնել ընթերցողին կենսակատալիզի կարևորության մասին և այն մասին, թե ինչպես կարող է այն օգտագործվել մարդկության և ի շահ մարդկանց: միջավայր. Բիոկատալիզի վերաբերում է կենսաբանական նյութերի օգտագործմանը՝ լինի դա ֆերմենտներ, թե կենդանի օրգանիզմներ՝ քիմիական ռեակցիաները կատալիզացնելու համար։ Օգտագործված ֆերմենտները կարող են լինել մեկուսացված ձևով կամ արտահայտվել կենդանի օրգանիզմում, երբ օրգանիզմն օգտագործվում է նման ռեակցիա կատալիզացնելու համար: Ֆերմենտների և կենդանի օրգանիզմների օգտագործման առավելությունն այն է, որ դրանք շատ սպեցիֆիկ են և չեն տալիս անկապ արտադրանք, ինչը նկատվում է նման ռեակցիաներ իրականացնելու համար քիմիական նյութեր օգտագործելիս: Մեկ այլ առավելություն այն է, որ ֆերմենտները և կենդանի օրգանիզմները աշխատում են ավելի քիչ ծանր պայմաններում և էկոլոգիապես մաքուր են՝ ի տարբերություն նման փոխակերպումների համար օգտագործվող քիմիական նյութերի:
Ֆերմենտների և կենդանի օրգանիզմների միջոցով ռեակցիայի կատալիզացման գործընթացը հայտնի է որպես կենսատրանսֆորմացիա։ Նման բիոտրանսֆորմացիոն ռեակցիաները տեղի են ունենում ոչ միայն in vivo մարդու մարմնում (լյարդը նախընտրելի օրգան է, որտեղ ցիտոքրոմ P450-ներն օգտագործվում են քսենոբիոտիկները վերածելու համար. ջուր լուծելի միացություններ, որոնք կարող են արտազատվել մարմնից), բայց նաև կարող են օգտագործվել ex vivo՝ օգտագործելով մանրէաբանական ֆերմենտներ՝ մարդկության համար օգտակար ռեակցիաներ իրականացնելու համար:
Բազմաթիվ ուղիներ կան, որտեղ կենսակատալիզ է կատարվում1 և բիոտրանսֆորմացիոն ռեակցիաները կարող են օգտագործվել մարդու և շրջակա միջավայրի շահերի համար: Այդպիսի ոլորտներից մեկը, որը երաշխավորում է նման տեխնոլոգիայի կիրառումը, արտադրությունն է պլաստիկ նյութ, լինի դա պայուսակների, պահածոների, շշերի կամ ցանկացած նման տարա (ներ) արտադրելու համար, որոնք պատրաստված են քիմիապես պլաստմասսա հսկայական վտանգ են ներկայացնում շրջակա միջավայրի կենսաբազմազանության համար և չեն քայքայվում: Դրանք կուտակվում են միջավայրում և չեն կարողանում հեշտությամբ ազատվել։ Ֆերմենտների և կենդանի օրգանիզմների օգտագործումը արտադրելու համար կենսպլաստիկա, պլաստմասսա որոնք կարող են հեշտությամբ կենսաքայքայվել և շրջակա միջավայրի համար ոչ մի վտանգ չներկայացնել, ոչ միայն կնվազեցնի քիմիապես ստացված պլաստիկ թափոնները, այլև կօգնի պահպանել էկոհամակարգերը և կանխել մեր բուսական և կենդանական աշխարհի անհետացումը: Կենսապլաստիկ նյութերից պատրաստված կենսաքայքայվող տարաները կարող են օգտագործվել մի շարք ոլորտներում, ինչպիսիք են ագրոարդյունաբերությունը, սննդամթերքի փաթեթավորումը, խմիչքները և դեղագործությունը:
Կենսապլաստիկա արտադրելու համար այսօր գոյություն ունեն մի շարք տեխնոլոգիաներ2-4. Ոմանք հաստատվել են լաբորատորիայում, մինչդեռ մյուսները դեռ մանկության փուլում են: Համաշխարհային հետազոտություններն աշխատում են նման տեխնոլոգիաների վրա՝ դրանք ծախսարդյունավետ դարձնելու համար5 և մասշտաբային այնպես, որ դրանք կարող են օգտագործվել արդյունաբերական միջավայրում կենսապլաստիկ նյութեր արտադրելու համար: Այս բիոպլաստիկները, ի վերջո, կարող են փոխարինել քիմիապես պատրաստված պլաստմասսա.
DOI: https://doi.org/10.29198/scieu1901
***
Աղբյուրը (ներ)
1. Pedersen JN et al. 2019. Գենետիկական և քիմիական մոտեցումներ ֆերմենտների մակերևութային լիցքերի ճարտարագիտության և կենսակատալիզի մեջ դրանց կիրառելիության համար. Կենսատեխնոլոգիա Bioeng. https://doi.org/10.1002/bit.26979
2. Fai Tsang Y et al. 2019. Կենսապլաստիկայի արտադրություն սննդի թափոնների արժեքավորմամբ. Environment International. 127. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.03.076
3. Costa SS et al. 2019. Միկրոջրիմուռները որպես պոլիհիդրօքսիալկանոատների (PHAs) աղբյուր – վերանայում: Int J Biol Macromol. 131։ https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.03.099
4. Ջոնսթոն Բ և այլք. 2018. Պոլիհիդրոքսիալկանոատների մանրէաբանական արտադրությունը թափոնների պոլիստիրոլի բեկորներից ստացված օքսիդատիվ քայքայման միջոցով: Պոլիմերներ (Բազել): 10 (9). https://doi.org/10.3390/polym10090957
5. Poulopoulou N et al. 2019. Հետազոտելով հաջորդ սերնդի ինժեներական կենսապլաստիկները. պոլի(ալկիլեն ֆուրանատ)/պոլի(ալկիլեն տերեֆտալատ) (PAF/PAT) խառնուրդներ: Պոլիմերներ (Բազել): 11 (3). https://doi.org/10.3390/polym11030556
ՀԵՂԻՆԱԿԻ ՄԱՍԻՆ
Ռաջև Սոնի PhD (Քեմբրիջ)
Dr Ռաջև Սոնի ունի մոլեկուլային կենսաբանության դոկտոր Քեմբրիջի համալսարանից, որտեղ նա եղել է Քեմբրիջի Նեհրուն և Շլումբերգերի գիտնականը: Նա փորձառու կենսատեխնոլոգիական մասնագետ է և մի քանի ավագ պաշտոններ է զբաղեցրել ակադեմիայում և արդյունաբերության մեջ:
Բլոգներում արտահայտված տեսակետներն ու կարծիքները բացառապես հեղինակ(ներ)ի և այլ ներդրում ունեցող(ների) տեսակետներն են, եթե այդպիսիք կան:
