生物加速劑：科學(xué)家制造出超級酶，數(shù)天之內(nèi)分解塑料，再也不用等200年了！

本世紀初，英國《衛(wèi)報》曾開展了20世紀“人類最糟糕的發(fā)明”評選活動，最終塑料袋獲此“殊榮”。

塑料制品毫無疑問給人類生活帶來了極大的便利，它廉價、重量極輕、容量大、便于收納，被廣泛用于日常生活中。

塑料制品的危害卻很大，很難自然降解，埋在地下200年也不會腐爛降解，大量的塑料廢棄物填埋在地下，會破壞土壤的通透性，使土壤板結(jié)，影響植物的生長。如果家畜誤食了混入飼料或殘留在野外的塑料，還會造成死亡。

為了遏制這種白色污染，各國政府都采取了行動，中國自2008年起實行限塑令，實行有償使用制。這樣的政策雖然能減少一些使用，但是已經(jīng)使用的塑料制品如何處理又成了難題。

近日，樸茨茅斯大學(xué)酶創(chuàng)新中心主任約翰·麥克格漢(John McGeehan)教授的研究團隊制造出了一種“吃塑料”的超級酶，可能會在解決白色污染方面取得飛躍進步。

這一研究成果發(fā)表在《美國科學(xué)院院報》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上。

這種超級酶其實是混合物，分別由PET降解酶(PETase)和MHETase組成。必須指出的是，這一超級酶的成功其實是“站在巨人的肩膀上”的成果。

2016年日本科學(xué)家從垃圾場中分離出了一種特殊細菌(Ideonella sakaiensis)，這種細菌也是人類已知的第一種將PET塑料作為食物來源的生物。

日本研究人員公布發(fā)現(xiàn)后，麥克格漢隨即展開研究，2018年，其團隊意外發(fā)現(xiàn)了PETase，其能夠在短短幾天內(nèi)分解塑料。隨后，研究人員又發(fā)現(xiàn)了MHETase。

PETase和MHETase一樣，都屬于酶類，被稱為水解酶，不過前者只有后者的一半大小。它們可以分解常用塑料PET的酯鍵，從而形成人類所需要的基本構(gòu)建單元，聚合物的再合成成為可能。

這兩種酶各司其職，PETase先將塑料分解成小碎片，隨后MHETase再進一步分解。也就是說，PETase酶完成了分解的第一步，MHETase完成了分解最關(guān)鍵的一步，兩種酶缺一不可。

因此，此次麥克格漢團隊將兩種酶混合，發(fā)現(xiàn)“塑料瓶的降解能力幾乎翻了一番”。

為了實現(xiàn)這種混合，研究人員還用到了同步加速器研究了酶的原子結(jié)構(gòu)，這種加速器使用比太陽亮100億倍的X射線束。這一設(shè)備使得研究人員繪制了這兩種酶的三維結(jié)構(gòu)，對后期的混合至關(guān)重要。

在降解速率方面，麥克格漢表示“新的混合酶比自然進化的單獨酶快三倍，為進一步改進開辟了新的途徑”。

不過，這一超級酶也有缺陷。測試表明，這種超級酶只能分解PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯，生活中常見的飲料瓶、藥瓶和化妝品瓶就是使用的這種材質(zhì))和PEF(聚呋喃甲酸乙二醇酯，這種塑料較耐高溫，目前生活用品中的運用不多)。

除了上述兩種材料外，這種超級酶不能分解其他類型的塑料。

研究還在繼續(xù)，研究人員將研究如何進一步加速分解過程，使這項技術(shù)能夠用于商業(yè)。

編譯/前瞻經(jīng)濟學(xué)人APP資訊組

原文來源：

https://newatlas.com/environment/engineered-super-enzyme-plastic-waste-six-times/

http://glbnews.com/url.html?p=https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-8781627/Plastic-eating-enzyme-cocktail-recycles-plastic-waste-endlessly.html

本文來源前瞻網(wǎng)，轉(zhuǎn)載請注明來源?。▓D片來源互聯(lián)網(wǎng)，版權(quán)歸原作者所有）