پیش بینی بیوانفورماتیکی پتانسیل تخریب زیستی(Biodegradation) میکروپلاستیک های خاک توسط سویه های بومی بر اساس تحلیل فیلوژنتیکی و داده کاوی آنزیم های هیدرولاز

با گسترش روزافزون آلودگی های پلیمری، میکروپلاستیک ها به عنوان آلاینده های نوظهور، پایداری اکوسیستم های خاکی را با چالشی جدی مواجه کرده اند. با توجه به مقاومت فیزیکی و شیمیایی این ذرات، رویکردهای زیست فناوری بر پایه آنزیم های هیدرولیتیک، راهکاری کارآمد و سازگار با محیط زیست محسوب می شوند. در این پژوهش با استفاده از رویکرد داده کاوی پروتئومی، توالی های ژنومی کدکننده آنزیم های هیدرولاز(مانند PETase و Cutinase) از پایگاه های داده مرجع استخراج گردید. سپس با بهره گیری از الگوریتم های همترازی پیشرفته در نرم افزار MEGA، تحلیل فیلوژنتیکی جهت شناسایی قرابت تکاملی سویه های بومی با نمونه های استاندارد جهانی انجام شد. مدل سازی ساختاری پروتئین ها و بررسی سایت فعال آن ها به روش شبیه سازی In silico جهت پیش بینی پتانسیل کاتالیزوری صورت گرفت. نتایج حاصل از تحلیل های بیوانفورماتیکی نشان داد که سویه های بومی مورد مطالعه دارای موتیف های کاتالیزوری حفاظت شده ای هستند که انرژی آزاد اتصال(Binding Energy) آن ها با زنجیره های پلیمری بسیار مطلوب(کمتر از ۷.۵- کیلوکالری بر مول) است. این یافته ها تایید می کند که آنزیم های هیدرولاز شناسایی شده، پتانسیل بالایی در شکستن پیوندهای استری میکروپلاستیک ها داشته و می توانند به عنوان کاندیداهای مناسب برای پروژه های زیست پالایی در مقیاس وسیع مورد استفاده قرار گیرند. این مطالعه مسیر جدیدی را برای مدیریت هوشمند پسماندهای پلیمری در علوم زمین و بیوتکنولوژی باز می کند.

کلیدواژه ها:

زیست فناوری محیطی ، هیدرولازهای نوین ، میکروپلاستیک های خاک ، تحلیل فیلوژنتیکی ، داده کاوی پروتئومی