Enzim Pemakan Plastik untuk Atasi Polusi

MEPNews.id – Krisis polusi plastik di Bumi memang semakin memburuk. Pada saat yang sama, para ilmuwan dan aktivis lingkungan mencari cara-cara jitu untuk mengendalikannya. Sudah ditemukan sejumlah cara dan alat baru yang berharga untuk mengatasi masalah tersebut.

Di antara banyak peneliti, John McGeehan ahli biologi struktural dari University of Portsmouth di Inggris beruntung menemukan enzim yang direkayasa untuk melahap beberapa jenis plastik yang paling sering dibuang. Dengan enzim ini, limbah plastik dapat dipecah jauh lebih cepat jika dibandingkan dengan pencemaran lingkungan ratusan tahun.

Manusia memproduksi ratusan juta ton plastik polyethylene terephthalate (PET) setiap tahun. Wujudnya berupa benda-benda sederhana seperti botol sampo, tas tipis, kemasan kopi. Hampir semua benda ini dibuang setelah dipakai. Karena nyaris tak didaur-ulang, produk plastik ini mencemari lingkungan. Selain tertinggal di darat, sebagian besar limbah plastik terseret ke lautan, pecah menjadi potongan-potongan kecil, sehingga hampir tidak mungkin dilacak; apalagi dibersihkan. Pencemaran sangat massif dengan bahan-bahan yang memerlukan waktu berabad-abad untuk diurai.

Belakangan ini, para ilmuwan membuat beberapa penemuan menjanjikan. Ada organisme hidup yang bisa bekerja mengatasi sebagian permasalahan ini. Ada cacing lilin, bakteri tertentu, dan sejumlah mahluk hidup lainnya.

Profesor John McGeehan

Profesor John McGeehan

John McGeehan, yang memimpin tim Universitas Portsmouth dan Laboratorium Energi Terbarukan Nasional di Departemen Energi Amerika Serikat (NREL), menemukan enzim untuk mengkonsumsi plastik PET. Enzim yang disebut PETase ini digunakan sebagai titik awal untuk penelitian inovatif.

Seperti dikabarkan Nick Lavars di NewAtlas edisi 17 April 2018, para peneliti awalnya ingin lebih memahami struktur kristal PETase yang sudah lama ada di pusat daur ulang Jepang. Yang menarik para ilmuwan adalah evolusi dari enzim itu. Plastik PET baru hadir di lingkungan pada tahun 1940-an. Maka, jika dapat memahami bagaimana PETase berevolusi dalam kurun waktu itu, para ilmuwan dapat memahami bagaimana membuatnya lebih efektif dalam memakan plastik.

Mereka memulai dengan menggunakan synchrotron di fasilitas Diamond Light Source di Inggris. Synchrotron ini memungkinkan mereka melihat atom secara individu di dalam struktur enzim. Caranya dengan menembak mereka menggunakan X-ray yang 10 miliar kali lebih terang daripada sinar matahari. Melalui metode ini, mereka akhirnya mendapatkan model 3D dari PETase resolusi ultra-tinggi.

“Diamond Light Source baru-baru ini menciptakan salah satu X-ray paling canggih di dunia. Dengan memiliki akses ke fasilitas ini, kami bisa melihat struktur atom 3D dari PETase dengan detail luar biasa,” kata Profesor McGeehan, dalam rilis berita dari University of Portsmouth. “Dengan melihat kerja bagian dalam dari katalis biologis ini, kita bisa membuat cetak biru untuk enzim yang lebih cepat dan lebih efisien.”

Kunci bagi terobosan ini adalah PETase pada resolusi tinggi tampak sangat mirip enzim cutinase, tetapi dengan beberapa perbedaan penting. Salah satunya adalah tempat aktif terbuka lebih banyak yang memungkinkannya mengakomodasi polimer buatan manusia sebagai ganti varian yang alami.

Ini menunjukkan PETase telah berevolusi di lingkungan dengan kehadiran PET. Maka, para peneliti mengubah situs aktif PETase untuk berperilaku lebih seperti cutinase untuk mencari lebih banyak bukti tentang teori ini. Tapi, bukannya PETase mutasi yang terbukti lebih tidak efektif dalam menurunkan PET. Tim justru menemukan kebalikannya yang benar-benar berkinerja lebih baik.

“Ketidak-sengajaan sering memainkan peran penting dalam penelitian ilmiah fundamental, dan penemuan kami tidak terkecuali,” kata McGeehan. “Meskipun perbaikannya sederhana, penemuan yang tak terduga ini menunjukkan ada ruang untuk lebih meningkatkan enzim-enzim ini, dan membawa kita lebih dekat ke solusi daur ulang untuk tumpukan limbah plastik.”

Enzim yang direkayasa memiliki manfaat tambahan karena mampu mendegradasi polyethylene furandicarboxylate (PEF), yakni alternatif PET yang dilayangkan sebagai pengganti botol kaca. Tim peneliti sekarang bekerja untuk terus menyempurnakan enzim rekayasa ini agar lebih efektif.

“Proses rekayasanya sama dengan enzim yang saat ini digunakan dalam deterjen bio-washing dan dalam pembuatan biofuel. Teknologinya sudah ada. Pada tahun-tahun mendatang, kita bisa melihat proses yang layak secara industri untuk mengubah PET dan substrat lain seperti PEF, PLA, dan PBS, kembali ke blok rancang bangun asli mereka sehingga dapat didaur ulang secara berkelanjutan,” kata McGeehan.

Penelitian ini akan diterbitkan dalam jurnal Proceedings of National Academy of Sciences.

Baca juga:

Facebook Comments

POST A COMMENT.