Plastic degradation using genetically engineered microorganisms

PET plastiklerin günlük hayatta kullanımı son on yılda aşırı derecede artmıştır. PET kullanımındaki bu artış, hızla biriken büyük miktarda PET atığını ortaya çıkarmıştır. Dünyanın en uzak bölgelerinde bile PET kirleticilerine rastlanması, bu atıkların neden olduğu çevre kirliliğinin ne denli kritik bir noktaya ulaştığını göstermektedir. Ekosistemlere ve insan sağlığına büyük zarar veren PET plastik atıklarının geri dönüştürülmesi acilen ele alınması gereken bir problemdir. Her ne kadar PET geri dönüşüm çabaları devam etse de, mevcut yöntemler yetersizdir. Günümüzde kullanılan teknikler ya maliyetlidir, önemli bir karbon ayak izi bırakır ya da mikroplastikleri geri dönüştürme konusunda yetersizdir. Ancak, PET'i parçalama yeteneğine sahip mikroorganizmaların keşfi ile birlikte, PET ürünlerinin biyolojik ayrışması umut verici bir yeşil alternatif olarak ortaya çıkmıştır. Bu tezin amacı, PET biyoremediasyonu amacıyla PET hidrolize eden enzim olan PETaz'ın etkin şekilde ifade edilmesi ve taşınması için bir sistem tasarlamaktır. Bu amaç doğrultusunda, canlı bir bakteriyel platform tasarlanmıştır. Tasarlanan ilk system ile PETaz hücre yüzeyinde sergilenmiştir. PETaz moleküllerinin yüzeye bağlanmasıyla enzimin kararlılığı ve aktivitesine katkı sağlanacak ve bu canlı bakteriyel sistem PET ayrıştırılması için faydalı bir araç olacaktır. Yüzey sergileme sistemi için Ag43 ototransporter proteini kullanılmıştır. Sistem klonlanmış ve immünositokimya etiketleme yöntemiyle analiz edilmiştir, protein lokalizasyonu verifiye edilmiştir. Sistemin aktivitesi, kromatografi ve kütle spektrometresi ile incelenmiştir. Oluşturulan ikinci sistemde, enzimin salgılanması için, Braun'un lipoproteinini bozarak geçirgen bir dış membran oluşturulması sağlanmıştır. Sistem klonlanmış ve klonlama doğrulanmıştır. Ayrıca, doğal PETaz'ın aktivitesi HPLC, kütle spektrometresi ve elektron mikroskobu ile analiz edilmiştir. Bu analiz sayesinde PETaz'ın PET degradasyonu yapabildiği doğrulanmıştır.