미생물 효소는 전 세계 플라스틱 오염 위기에 제한된 해결책을 제공할 것이다

전 세계 경제는 화석 연료 기반 폴리머의 사용에 의존하며 매년 3억 6천만 ~ 4억 톤의 합성 폴리머가 생산되고 있다. 불행히도 전 세계 생산의 약 60%가 환경으로 버려진다고 추정된다. 이러한 맥락에서 미생물학자들은 지난 10년 동안 플라스틱 활성 효소를 확인하려고 노력해왔다. 지금까지 이 연구는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 에테르 기반 폴리우레탄(PUR), 폴리아미드(PA), 폴리스티렌(PS), 합성 고무(SR)와 같은 상업적 폴리머에서 작용하는 기능성 생촉매를 제공하는 데 실패했다. 그러나 저밀도 및 저결정성(비정질) 촉매인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 에스터 기반 PUR에서 작용하는 몇 가지 효소가 알려져 있다. 위에서 언급한 폴리머들은 전체 합성 플라스틱 생산의 95% 이상을 차지한다. 따라서 미생물학자들이 현재 직면하고 있는 주요 도전 과제는 화석 연료 기반 플라스틱의 대다수를 대상으로 하는 폴리머 활성 효소를 찾는 것이다. 그러나 플라스틱 활성 효소를 확인하여 생명공학적 과정에 적용하거나 자연에서의 잠재적 역할을 이해하는 것은 새롭게 떠오르는 연구 분야이다. 이러한 효소의 응용은 아직 초기 단계에 있다. 여기에서는 미생물 플라스틱 활성 효소에 대한 현재 지식, 그들의 전 세계 분포 및 산업 공정과 자연에서의 플라스틱 분해에 미치는 잠재적 영향을 요약한다. 아울러 새로운 플라스틱 활성 효소를 찾는 데의 주요 도전 과제, 합성 접근 법에 의해 알려진 효소를 최적화하는 문제, 거짓 주석이 달린 데이터베이스 항목의 필터링되지 않은 사용으로 인해 발생하는 문제를 설명한다. 마지막으로 우리는 미생물을 이용한 잠재적 생명공학 응용 및 재활용 및 업사이클링 개념을 강조한다.