Berita Baru, Australia - Energi bersih tak terbatas sering dianggap sebagai sesuatu yang ajaib oleh para ilmuwan, dan sekarang sebuah studi baru menunjukkan jawabannya bisa terletak pada enzim.  

Dilansir dari Dailymail.co.uk pada 16 Maret, Ilmuwan dari Universitas Monash di Australia telah menemukan 'Huc' enzim yang dapat mengubah hidrogen di udara menjadi listrik.

Mereka mengekstraksi enzim dari bakteri umum yang hidup di tanah yang disebut Mycobacterium smegmatis .

Huc memungkinkan bakteri mengubah hidrogen di atmosfer menjadi energi yang dapat digunakan sehingga dapat terus berkembang jauh di bawah tanah.

Para peneliti mengatakan bahwa, jika cukup banyak enzim yang dapat dipanen, itu memungkinkan kita mengganti perangkat bertenaga surya dengan versi 'bertenaga udara'.

Enzim adalah zat yang diproduksi oleh organisme hidup yang mempercepat atau memungkinkan reaksi kimia tertentu, termasuk yang menghasilkan energi.

Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa beberapa jenis bakteri mampu mengubah hidrogen di udara menjadi energi untuk membantu mereka bertahan hidup di lingkungan yang miskin nutrisi.

Ini termasuk tanah Antartika, kawah gunung berapi dan laut dalam, menurut penulis studi Dr Chris Greening.

Untuk makalah yang diterbitkan hari ini di Nature , para peneliti yang berbasis di Melbourne menunjukkan bagaimana mereka dapat mengekstraksi salah satu enzim yang bertanggung jawab atas reaksi konversi ini.

Mereka kemudian menggunakan teknik baru yang disebut mikroskop elektron kriogenik yang memenangkan Hadiah Nobel bagi pengembangnya pada tahun 2017 untuk menentukan struktur atom Huc.

Teknik ini melibatkan pendinginan sampel ke suhu kriogenik di bawah -238 °F (-150 °C) dan membombardirnya dengan elektron.

Ini melewati dan ditangkap oleh kamera untuk menghasilkan gambar beresolusi sangat tinggi.

Secara khusus, Huc mengubah hidrogen menjadi energi listrik, dan mikroskop elektron kriogenik juga membantu para ilmuwan memahami proses ini.

"Kami tidak tahu bagaimana mereka melakukannya, sampai sekarang," kata Dr Greening.

Enzim mengikat hidrogen dan mengaktifkan oksidasinya reaksi di mana ia kehilangan elektron, sebelum meneruskannya ke vitamin menaquinone, atau K2.

Menaquinone kemudian dapat mentransfer elektron pada membran bakteri atau elektroda lainnya, menghasilkan arus listrik seperti 'baterai alami'.

Para ilmuwan awalnya bingung bagaimana Huc bisa mencapai ini, ketika ada jauh lebih banyak oksigen yang tersedia di atmosfer yang bisa diikat.

Namun, gambar mikroskop elektron kriogenik mengungkapkan bahwa ia menggunakan saluran gas khusus yang memungkinkan hidrogen masuk dan mengikatnya, tetapi menolak oksigen. 

Berita Baru, Inggris - Sementara pentingnya daur ulang secara teratur selalu dicanangkan pemerintah, sampah plastik di seluruh dunia berada pada titik tertinggi sepanjang masa, dengan kekalahan 353 juta ton diproduksi setiap tahun.

Dilansir dari Dailymail.co.uk, pada 8 April, sekarang, para ilmuwan percaya bahwa mereka mungkin memiliki solusi untuk mengurangi sampah plastik, dalam bentuk enzim yang memakan poliester.

Enzim pertama, yang disebut PETase, ditemukan pada tahun 2016, tetapi sampai sekarang sebagian besar tidak dapat digunakan karena rusak pada suhu tinggi.

Dalam sebuah studi baru, para peneliti dari Northwestern University merancang polimer yang melindungi enzim, memungkinkannya untuk memecah poliester bahkan pada suhu tinggi.

Sementara itu, studi kedua, yang dipimpin oleh para peneliti dari Montana State University dan University of Portsmouth, mengidentifikasi enzim kedua, yang disebut TPADO, yang memecah tereftalat (TPA), sebagai salah satu dari dua bahan kimia yang dihasilkan ketika poliester rusak.

Bersama-sama, para peneliti berharap enzim dapat membantu para insinyur mengembangkan solusi untuk menghilangkan mikroplastik dari sungai dan lautan.

"Ide kami adalah membangun polimer yang mampu merangkum enzim untuk melindungi strukturnya, sehingga dapat terus berfungsi di luar sel hidup dan di laboratorium pada suhu yang cukup tinggi untuk dapat memecah PET," jelas Profesor Monica Olvera de la Cruz, penulis senior studi pertama.

Polimer terdiri dari tulang punggung hidrofobik (menolak air), dan konsentrasi yang sangat spesifik dari ketiga komponennya.

Untuk mengujinya, tim mencampur polimer dengan PETase yang disintesis secara kimia di laboratorium.

"Kami menemukan bahwa jika Anda menempatkan kompleks polimer dengan enzim bersama-sama, dan dekat dengan plastik, dan kemudian Anda memanaskannya sedikit, enzim dapat memecahnya menjadi unit monomer kecil," Profesor Olvera de la kata Cruz.

"Selain beroperasi di lingkungan seperti yang dapat membersihkan mikroplastik, metode kami telah melindungi dari degradasi suhu tinggi, dan satu siswa dapat melakukan pengujian."

Ketika PETase memecah poliester, ia meninggalkan dua bahan kimia etilen glikol (EG) dan tereftalat (TPA).

Dalam studi terpisah, peneliti dari Montana State University dan University of Portsmouth melihat langkah selanjutnya untuk bahan kimia ini.

Profesor Jen DuBois, yang memimpin penelitian tersebut, mengatakan: "Meskipun EG adalah bahan kimia dengan banyak kegunaan itu bagian dari antibeku yang Anda masukkan ke dalam mobil Anda, misalnya TPA tidak memiliki banyak kegunaan di luar PET, juga bukan sesuatu yang kebanyakan bakteri bahkan dapat mencerna."

Dalam studi mereka, para peneliti menemukan bahwa enzim dari bakteri pengkonsumsi PET dapat mengenali TPA 'seperti tangan dalam sarung tangan.'

Enzim, yang disebut TPADO, terjadi secara alami dan memecah TPA dengan efisiensi yang luar biasa, menurut tim.

Profesor John McGeehan, yang merupakan Direktur Pusat Inovasi Enzim Universitas, mengatakan: "Beberapa tahun terakhir telah melihat kemajuan luar biasa dalam rekayasa enzim untuk memecah plastik PET menjadi blok bangunannya."

"Pekerjaan ini melangkah lebih jauh dan melihat enzim pertama dalam kaskade yang dapat mendekonstruksi blok bangunan tersebut menjadi molekul yang lebih sederhana."

"Ini kemudian dapat dimanfaatkan oleh bakteri untuk menghasilkan bahan kimia dan bahan yang berkelanjutan, yang penting untuk membuat produk berharga dari sampah plastik."

Menggunakan pemindaian sinar-X, para peneliti juga dapat menghasilkan struktur 3D TPADO yang terperinci, mengungkapkan bagaimana ia memecah TPA.

"Ini memberi para peneliti cetak biru untuk merekayasa versi yang lebih cepat dan lebih efisien dari enzim kompleks ini," tambah Profesor McGeehan.