Tässä lyhyessä artikkelissa kerrotaan, mitä biokatalyysi on, sen merkitystä ja kuinka sitä voidaan käyttää ihmiskunnan ja ympäristön hyväksi.
Tämän lyhyen artikkelin tavoitteena on saada lukija tietoiseksi biokatalyysin merkityksestä ja siitä, kuinka sitä voidaan käyttää ihmiskunnan ja ympäristö. Biokatalyysi Ilmaisulla tarkoitetaan biologisten tekijöiden, olipa kyseessä entsyymien tai elävien organismien, käyttöä kemiallisten reaktioiden katalysoimiseen. Käytetyt entsyymit voivat olla eristetyssä muodossa tai ekspressoitua elävässä organismissa, kun organismia käytetään sellaisen reaktion katalysoimiseen. Entsyymien ja elävien organismien käytön etuna on, että ne ovat hyvin spesifisiä eivätkä tuota toisiinsa liittymättömiä tuotteita, mitä havaitaan käytettäessä kemikaaleja tällaisten reaktioiden suorittamiseen. Toinen etu on, että entsyymit ja elävät organismit toimivat vähemmän ankarammissa olosuhteissa ja ovat ympäristöystävällisiä verrattuna kemikaaleihin, joita käytetään tällaisissa muunnoksissa.
Reaktion katalysointiprosessi entsyymeillä ja elävillä organismeilla tunnetaan biotransformaationa. Tällaisia biotransformaatioreaktioita ei tapahdu vain in vivo ihmiskehossa (maksa on ensisijainen elin; missä sytokromi P450:itä käytetään muuttamaan ksenobiootteja vesi liukoisia yhdisteitä, jotka voivat erittyä elimistöstä), mutta niitä voidaan myös käyttää ex vivo käyttämällä mikrobientsyymejä ihmiskunnalle hyödyllisten reaktioiden suorittamiseen.
Biokatalyysille on olemassa lukuisia väyliä1 ja biotransformaatioreaktioita voidaan käyttää ihmisten ja ympäristön hyödyksi. Yksi tällainen alue, joka oikeuttaa tällaisen teknologian käytön, on tuotanto muovi materiaalia, olipa kyseessä sitten pussien, tölkkien, pullojen tai minkä tahansa tällaisten säiliöiden valmistus kemiallisesti muovit muodostavat valtavan uhan ympäristön biologiselle monimuotoisuudelle eivätkä ole biohajoavia. Ne kerääntyvät ympäristöön, eikä niistä pääse eroon helposti. Entsyymien ja elävien organismien käyttö tuottamiseen biomuovien, muovit jotka voivat olla helposti biohajoavia eivätkä aiheuta uhkaa ympäristölle, vähentäisivät merkittävästi kemiallisesti johdettua muovijätettä, vaan auttaisivat myös ylläpitämään ekosysteemejä ja estämään kasvistomme ja eläimistömme sukupuuttoon kuolemisen. Biomuovista valmistetut biohajoavat säiliöt löytäisivät käyttöä useilla teollisuudenaloilla, kuten maatalousteollisuudessa, elintarvikepakkauksissa, juomissa ja lääketeollisuudessa.
Biomuovin valmistukseen on nykyään olemassa erilaisia teknologioita2-4. Jotkut on validoitu laboratoriossa, kun taas toiset ovat vielä lapsenkengissä. Maailmanlaajuisesti tutkitaan tällaisia teknologioita, jotta ne olisivat kustannustehokkaita5 ja skaalautuvat niin, että niitä voidaan käyttää biomuovien valmistukseen teollisessa ympäristössä. Nämä biomuovit voivat viime kädessä korvata kemiallisesti valmistettuja muovit.
DOI: https://doi.org/10.29198/scieu1901
***
Lähteet)
1. Pedersen JN et ai. 2019. Geneettiset ja kemialliset lähestymistavat entsyymien pintavaraussuunnitteluun ja niiden soveltuvuus biokatalyysiin: Katsaus. Biotekniikka Bioeng. https://doi.org/10.1002/bit.26979
2. Fai Tsang Y et ai. 2019. Biomuovin tuotantoa ruokajätteen arvostamisella. Environment International. 127. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.03.076
3. Costa SS et ai. 2019. Mikrolevät polyhydroksialkanoaattien (PHA) lähteenä – Katsaus. Int J Biol Macromol. 131. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.03.099
4. Johnston B et ai. 2018. Polyhydroksialkanoaattien mikrobituotanto jätteen polystyreenifragmenteista, jotka on saatu aikaan käyttämällä oksidatiivista hajoamista. Polymeerit (Basel). 10(9). https://doi.org/10.3390/polym10090957
5. Poulopoulou N et ai. 2019. Exploring Next Generation Engineering Bioplastics: poly(alkyleenifuranoaatti)/poly(alkyleenitereftalaatti) (PAF/PAT) -sekoitukset. Polymeerit (Basel). 11(3). https://doi.org/10.3390/polym11030556
KIRJAILIJASTA
Rajeev Soni PhD (Cambridge)
Dr Rajeev Soni on valmistunut tohtoriksi molekyylibiologiasta Cambridgen yliopistosta, jossa hän oli Cambridge Nehru ja Schlumberger -tutkija. Hän on kokenut biotekniikan ammattilainen ja hän on toiminut useissa johtavissa tehtävissä korkeakouluissa ja teollisuudessa.
Blogeissa ilmaistut näkemykset ja mielipiteet ovat vain kirjoittajien ja muiden osallistujien, jos sellaisia on.
