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科学家组成出新式“超级酶”,降解塑料速度提高6倍

每年,数以百万吨计的塑料废物要么被填埋,要么被燃烧,污染广泛整个地球,部分塑料污染严峻的区域,人类和动物体内都不知不觉现已摄入了微型塑料颗粒,不只缺少高效的收回手法,并且每天还有更多的新塑料从石化资源中产出,塑料废物不断累积构成恶性循环。

聚对苯二甲酸乙二酯是日子中最常见的热塑性塑料,用于制作饮料瓶、零售包装、衣物或地毯等产品,在环境中天然分化需求数百年时刻,现在,科学家们组成了一种新的“超级酶”,有望处理塑料废物难题。

这种超级酶降解塑料的速度比此前发现的酶快了 6 倍,并有望在未来一两年内用于塑料收回工业。这项研讨由朴茨茅斯大学酶立异中心主任约翰 · 麦基汉和美国国家可再生能源试验室高档研讨员格雷格 · 贝克汉姆一起领导,效果宣布在《美国国家科学院院刊》上。

图|科学家称这种 “超级酶” 比一般酶降解塑料瓶的速度快了 6 倍

这种超级酶是经过衔接两种不同的酶规划而成的。早在 2016 年,科学家们曾在日本的一处废物掩埋场中发现一种特别的细菌:Ideonella sakaiensis,它能够把塑料 PET 分化成为有机小分子,科学家们经过提炼优化,提醒了第一种酶的工程规划版别 PETase,能够使 PET 分化速度加速约 20%。后来,科学家又开发出了 MHETase 水解酶,不断进步 PET 生物降解的或许性,探究潜在的低能耗处理方案来处理塑料废物。

现在组成的这种超级酶,就是将 PETase 及其“同伴”MHETase 结合起来做改善,全体活性添加了三倍,降解速度快了 6 倍。

这项研讨的负责人、英国朴茨茅斯大学的约翰 · 麦基汉教授说:“当咱们把这些酶衔接起来时,出人意料的是,咱们观察到活性急剧添加。这是一个测验制作更先进的分化酶的办法,且在工业上更具相关性。当然,这也是向大天然学习,然后把它带进试验室的故事之一。”

本年 4 月,法国 “绿色化学” 公司 Carbios 就曾开发了一种不同的酶,这种酶开始是在一堆树叶的堆肥中发现的,它能在 10 小时内降解 90% 的塑料瓶,不过最佳的分化条件需求在 72°C 温度环境下进行,DeepTech 曾对此进行过相关报导。

而现在新组成的这种超级酶能够在室温下作业。约翰 · 麦基汉说,将不同的办法结合起来能够加速商业运用的进程:“咱们能够观察到 PETase 怎么腐蚀塑料外表,而 MHETase 则将其进一步切碎,因而很天然地想测验能否将它们组合在一起运用,仿照天然发生的作业。咱们咱们能够经过将酶衔接在一起制作出更好、更快的酶,并将其提供给 Carbios 等公司,经过协作,咱们有望在未来一两年内完成工业落地。”

图|约翰 · 麦基汉教授在酶立异中心做试验

分化天然聚合物的细菌在数百万年的时刻里开展出了这种两层办法。科学家以为,经过将两种酶衔接在一起,能够进步降解速度,并使它们更严密地协同作业。

该小组现在正在研讨怎么调整这些酶,使它们作业得更快。“潜力巨大。”麦基汉说。现在,他地点的试验室正在推动制作一个耗资 100 万英镑的测试中心,Carbios 公司也正在制作相关制备工厂。

别的,麦基汉表明,将可分化塑料的酶与能分化天然纤维的酶结合起来,或许能够使混合资料得到充沛收回。“混合面料很难收回。咱们一直在与出产这些纺织品的大型时装公司沟通,他们现在的确很挣扎。”

关于塑料污染的问题或许需求左右开弓,一方面,削减塑料产品的运用,另一方面,像塑料这样巩固、简便的资料十分有用,真实能完成收回利用是处理污染问题的要害。

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