6倍速分解塑膠 科學家利用分子工程研發超級酶

▲▼ 肯亞內畢羅的塑膠回收工廠。(圖/路透)

▲ 肯亞內畢羅的塑膠回收工廠。(圖/路透)

實習記者蔡岱樺/綜合報導

早在2018年,日本京都工藝纖維大學的研究團隊,發現了第一種可以分解塑膠的細菌「大阪堺菌」(Ideonella sakaiensis),這種細菌是在資源回收中心自然形成,它能夠將常見的寶特瓶材料「苯二甲酸乙二酯」(PET),分解成較單純的單對苯二甲酸以獲取能源,從細菌身上提取出分解塑膠的酵素,取名叫PET酶(PETase )。現在科學家合成了一種可以能夠高效率分解塑膠的酵素,希望能夠在未來,成為處理塑膠垃圾的利器。

據新阿特拉斯(New Atals)報導,朴茨茅斯大學和國家可再生能源實驗室(NREL)的研究人員很快在實驗室中對其進行了改造,使其分解速度加快了約20%。 比原來的塑料要低。 現在,同一團隊已經成功地將其與伴侶酶MHETase結合使用,以進一步提高消化率,解決「塑膠」自從在全世界各地普及以後,難以在自然環境中分解的汙染難題。

科學家通過首先使用同步加速器研究酶的原子結構來實現這一目標,該同步加速器使用的X射線束比太陽的亮度高100億倍,這時作為顯微鏡,使團隊能夠解決其3D結構並利用這些見解來設計兩種酶之間的聯繫。兩種酶的簡單結合使塑料消化的速度提高了一倍,但是通過工程改造它們之間的特殊連接產生了一種「超級酶」,該酶再次將塑料降解速度提高了三倍。

朴茨茅斯大學教授約翰•麥基漢(John McGeehan)說:「我們很高興地看到,我們的新嵌合酶比自然進化的獨立酶快三倍,為進一步改進開闢了新途徑。」就像它的前輩一樣,隨著新的超級酶消化PET塑料,它會將材料返回到其原始構造塊,這意味著該技術可以用作無限循環循環的一部分。

最初的酶不能足夠快地解決每年全球產生的大量PET廢物的問題,因此,生產出一種工程化的酶將廢品率提高六倍是一個重大的進步。不過,離實用化還有一些距離,它還需要解決大量生產的方式,以及未來如何應用的問題值得深思。

▼大量的塑膠垃圾。(圖/取自免費圖庫pixabay)

▲▼(圖/取自免費圖庫pixabay)

 
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