Plastik Giderimi İçin Petaz Ve Metaz Enziminin Aktivitesinin, Termal Stabilitesinin Ve Üretilebilirliğin Makine Öğrenmesi Algoritmaları Ile Desteklenmiş In Silico Yönlendirilmiş Evrim Ile Arttırılması

TÜBİTAK - AB COST Projesi , 2026 - 2029

Proje Türü: TÜBİTAK - AB COST Projesi
Başlama Tarihi: Ekim 2026
Bitiş Tarihi: Ekim 2029

Proje Özeti

Son yıllarda plastik üretiminin ve kullanımının dramatik artışı, çevresel kirliliğe yol açan büyük bir atık sorunu yaratmıştır. Özellikle, günlük yaşamda yaygın olarak kullanılan polietilen tereftalat (PET) plastik, doğada çözünmeyip geri dönüşüm veya yakım yoluyla bertaraf edilmektedir. Mekanik geri dönüşümde malzeme kalitesinde düşüş ve mikroplastik oluşumu, kimyasal geri dönüşümde ise yüksek maliyet ve çevreye zararlı katalizörlerin kullanılması gibi problemler, mevcut yöntemlerin etkinliğini sınırlamaktadır. Bu bağlamda, biyoteknolojik yaklaşımlar önemli bir alternatif olarak öne çıkmaktadır. 2016 yılında keşfedilen Ideonella sakaiensis mikroorganizmasının PET?i parçalayan PETaz ve MHETaz enzimleri, plastik atıkların monomerlerine dönüştürülmesinde umut vaat etmektedir; ancak özellikle PETaz enziminin düşük termal stabilitesi endüstriyel uygulamalarda bir engel oluşturmaktadır. Mevcut protein mühendisliği çalışmaları enzimlerin performansını artırmaya yönelik başarılı sonuçlar alsa da, deneysel süreçler zaman alıcı ve lokal optimumlara takılma riski taşımaktadır. Önerilen projede ise, yapay zeka destekli EvolvePRO algoritması kullanılarak few-shot learning yaklaşımıyla PETaz ve METaz enzimlerinin aktivite, termal stabilite ve üretilebilirlik parametreleri optimize edilecektir. Bu in silico evrim yöntemi, düşük deneysel yükle hızlı ve pratik bir şekilde yeni enzim varyantlarının geliştirilmesini sağlayarak, plastik atıkların biyolojik geri dönüşümünde etkili bir çözüm sunmayı hedeflemektedir. Proje, geliştirilecek yüksek performanslı enzimlerin in silico evrim ile geliştirilebileceği ve bu enzimlerin plastik kirliliğini azaltmada önemli bir rol oynayabileceği hipotezine dayanmaktadır. Proje kapsamında geliştirilecek yaklaşım PET yıkan enzimleri üzerinde de denenecek olsa da diğer plastik türevlerini yıkabilen enzimlerin farklı parametrelerini iyileştirmek için de kullanılabilecektir. Aynı zamanda proje kapsamında keşfedilecek PETaz ve METaz kullanılarak gerçek PET örneklerinden yıkım verimi hesaplanacaktır. Elde edilecek yıkım veriminin ticari potansiyeline göre projede geliştirilen PET biyoremediasyon süreci ölçeklendirilerek PET geri dönüşümünde kullanılabilir.