Фукусима: микробы очистят зараженную почву

16.03.2015
Галофильные белки микробов могут стать решением при очистке утечки радиоактивных ионов стронция и цезия во время аварии на атомной электростанции «Фукусима Дайичи» в Японии. Рентгеновская структура фермента бета-лактамазы одного из таких галофильных микробов Хромохалобактери показывает, что он имеет высокоселективные участки связывания цезия.

Исследователи Японского агентства по атомной энергии в городе Токай, Ибараки, совместно с сотрудниками Синхротронного исследовательского центра в Каре, Кагосима, и Университета штата Флорида, Таллахасси, США, исследовали структуру фермента при разрешении 1,8-2,9 ангстрем. Аномальная дифракция рентгеновских лучей также показала в белке участки связывания ионов Sr2+ и Cs+, сообщают авторы. Команда продемонстрировала, как можно найти ионы цезия в определенном месте в пределах белка даже в присутствии девятикратного молярного избытка ионов натрия, который, как правило, вытесняет любой связывающий участок.

Интересно, что присутствие ионов стронция и цезия не уменьшает активность фермента, определенного с использованием изотермической калориметрии титрования. «Наблюдение избирательных цезийсвязывающих участков предоставляет важную информацию, которая будет полезна для создания искусственных участков связывания цезия, которые могут быть полезны в биоремедиации радиоактивных изотопов», — объясняет команда. Известно, что белки галофильных бактерий состоят из множества кислых аминокислот, и поэтому их кислая поверхность может взаимодействовать с различными ионами металлов. Существует двенадцать типов таких ферментов, зарегистрированных в Банке данных белков, которые могут связываться с ионами натрия, магния, калия, кальция, железа, цинка, стронция и кадмия. Действительно, присутствие этих материалов в различных ферментах, как правило, является необходимым условием для поддержания их структуры и функциональности. Благодаря этому команда рассудила, что белки галофилов могут быть полезны в качестве «молекулярных швабр» для выделения благородных металлов из смесей или в рекультивации, когда необходимо выборочно извлечь ионы токсичных металлов с определенного участка. Более конкретно, белки могут выступать в качестве модели для искусственных реагентов, используемых в этом контексте. Что касается аварии на «Фукусиме», исследователи объясняют, что большая часть радиоактивного цезия была депонирована в земле на месте аварии.

Радиоактивность порядка 2,4 пБк зафиксирована в почвенных частицах, включая выветриваемый биотит и слюдяные минералы, найденные во многих магматических и метаморфических породах. Большая часть грунта была удалена, но вопрос извлечения радиоактивных элементов и безопасной утилизации не был учтен. Кроме того, оставшаяся почва также загрязнена. Ученые предполагают, что белковые абсорбенты, связанные с бета-лактамазой Хромохалобактери, могут быть созданы синтетически. Гены такого агента можно заложить в новые сорта растений, которые будут выращены на месте. Белковый абсорбент, сосредоточенный в корнях растений, будет вытягивать цезий, затем избавляясь от радиоактивной растительности, остается очищенная почва.

Источник: xxi-age.ru


Новости и события
Более 52% крупных организаций страны внедряют искусственный интеллект в своей деятельности
17.01.2023

Зам. Председателя Правительства Дмитрий Чернышенко принял участие в церемонии подписания соглашения о сотрудничестве между бизнесом и государством по «дорожным картам» высокотехнологичных направлений, в том числе по искусственному интеллекту.

Соглашение по развитию высокотехнологичного направления «Технологии новых материалов и веществ»
17.01.2023

До 2030 г. по четырём направлениям (композиты, редкоземельные металлы, аддитивные технологии, цифровое материаловедение) предстоит разработать почти сотню новых продуктов.

Денис Мантуров посетил международный форум InnoFood 2022
29.09.2022

форум InnoFood 2022 – главная площадка диалог государства и бизнеса по актуальным вопросам FoodTech.