6倍速分解塑胶 科学家利用分子工程研发超级酶

肯亚内毕罗塑胶回收工厂。(图/路透

实习记者蔡岱桦/综合报导

早在2018年,日本京都工艺纤维大学研究团队,发现了第一种可以分解塑胶的细菌大阪堺菌」(Ideonella sakaiensis),这种细菌是在资源回收中心自然形成,它能够将常见的宝特瓶材料「苯二甲酸乙二酯」(PET),分解成较单纯的单对苯二甲酸以获取能源,从细菌身上提取出分解塑胶的酵素,取名叫PET酶(PETase )。现在科学家合成了一种可以能够高效率分解塑胶的酵素,希望能够在未来,成为处理塑胶垃圾利器

据新阿特拉斯(New Atals)报导,朴茨茅斯大学和国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员很快在实验室中对其进行了改造,使其分解速度加快了约20%。 比原来的塑料要低。 现在,同一团队已经成功地将其与伴侣酶MHETase结合使用,以进一步提高消化率,解决「塑胶」自从在全世界各地普及以后,难以在自然环境中分解的污染难题

科学家通过首先使用同步加速器研究酶的原子结构来实现这一目标,该同步加速器使用的X射线束比太阳亮度高100亿倍,这时作为显微镜,使团队能够解决其3D结构并利用这些见解来设计两种酶之间的联系。两种酶的简单结合使塑料消化的速度提高了一倍,但是通过工程改造它们之间的特殊连接产生了一种「超级酶」,该酶再次将塑料降解速度提高了三倍。

朴茨茅斯大学教授约翰•麦基汉(John McGeehan)说:「我们很高兴地看到,我们的新嵌合酶比自然进化的独立酶快三倍,为进一步改进开辟了新途径。」就像它的前辈一样,随着新的超级酶消化PET塑料,它会将材料返回到其原始构造块,这意味着该技术可以用作无限循环循环的一部分。

最初的酶不能足够快地解决每年全球产生的大量PET废物问题,因此,生产出一种工程化的酶将废品率提高六倍是一个重大的进步。不过,离实用化还有一些距离,它还需要解决大量生产的方式,以及未来如何应用的问题值得深思

▼大量的塑胶垃圾。(图/取自免费图库pixabay)