Enzymy ukotvené na vermikulitu: Účinné odstraňování léčiv z odpadních vod v kontinuálním provozu a pohled na molekulární mechanismy

Enzymatické čištění odpadních vod představuje ekologicky šetrnou a perspektivní alternativu ke konvenčním technologiím. Studie se zaměřila na vývoj biokatalyzátorů na bázi křenové peroxidázy a její kombinace s glukózooxidázou, které byly imobilizovány na vermikulitu a testovány při kontinuálním čištění komunálních odpadních vod v laboratorním i průmyslovém poloprovozním měřítku. Enzymy byly ukotveny na kyselinou upraveném vermikulitu a stabilizovány křemičitou vrstvou. Připravené biokatalyzátory dosahovaly enzymatické aktivity 420 a 390 U/g, přičemž uvolňování enzymů z nosiče nepřesáhlo 2 %. Při poloprovozním testování křenové peroxidázy s přídavkem peroxidu vodíku se podařilo zcela nebo téměř zcela odstranit šest z osmi sledovaných farmaceutických látek přítomných v odpadní vodě v koncentracích 30–300 ng/l. Kofein a ketoprofen však zůstávaly vůči enzymatickému rozkladu odolné. Laboratorní systém kombinující glukózooxidázu a křenovou peroxidázu dosahoval při čištění vody obsahující šestnáct farmaceutických látek více než 96% účinnosti odstranění devíti sloučenin, včetně metoprololu, bisoprololu, venlafaxinu, citalopramu a klarithromycinu, a to po dobu devíti hodin nepřetržitého provozu. Naopak karbamazepin, hydrochlorothiazid a lamotrigin byly odstraňovány jen minimálně. Pomocí molekulárního dokování se podařilo objasnit rozdíly v interakcích jednotlivých látek s enzymem a jejich vazbě v blízkosti katalytického centra. Účinně rozkládané sloučeniny vykazovaly příznivější vazebné uspořádání než látky odolné vůči enzymatické transformaci. Výsledky potvrzují potenciál enzymů imobilizovaných na vermikulitu pro vývoj účinných a udržitelných technologií čištění odpadních vod a současně ukazují možnosti využití molekulárního modelování při návrhu nových biokatalytických systémů.

Zdroj: VARDANYAN, Ani; EWERTH, Adam; SPEKSNIJDER, Bent; EDERER, Jakub; KŘÍŽENECKÁ, Sylvie et al. Continuous-flow evaluation and molecular insight of vermiculite-immobilized peroxidase in pharmaceutical removal. Online. Environmental Technology & Innovation. 2026, vol. 44, s. 105291. ISSN 2352-1864. Dostupné z: https://doi.org/10.1016/j.eti.2026.105291.

Archiv ostatních publikovaných článků naleznete zde