現代社會環境問題引發人們大量的探討和研究，特別是涉及超量使用的塑料廢品回收再利用的熱點問題。
據估計，全球每年生產3.59億噸塑料，塑料的廢品回收效率在30%左右，有將近半數以垃圾填埋的方式在自然環境中堆積。其中，聚對苯二甲酸乙二酯（PET）是世界上最常用的塑料之一，每年生產約7000萬噸。
PET塑料瓶在許多地方主要通過熱機械手段進行回收，但是當前的方法存在一些問題。首先，回收公司通常會將多種不同顏色的塑料瓶混合後，然後在高溫下將其融化，生產出灰色或黑色的塑料原料。這種塑料原料的機械強度會相對原材料降低，很難被再次利用進行產品包裝，通常會變成地毯或其他低級塑料纖維，最終被填埋或焚燒。
這不是真正的回收利用。
近些年，科學家們已經在微生物中尋找能夠分解PET和其他塑料的生物酶。
2012年，有研究人員在堆肥中發現了一種成為葉枝堆肥角質酶（LCC），這種酶可以切斷對苯二甲酸酯和乙二醇之間的共價鍵，生成解聚產物乙二醇和對苯二甲酸從而實現PET的分解。但是LCC的解聚效率容易受到溫度的限制，在65℃條件下（PET的玻璃轉化轉化溫度）下工作幾天後就停止反應，很難達到實際應用的效果。
近期，一篇發表在《Nature》的文章改進了這種PET水解酶。他們確定了酶與PET的對苯二甲酸酯和乙二醇基團之間的化學鍵結合的位點上的關鍵胺基酸。並且為了提高改良LCC的熱穩定性，他們在能增加PET水解酶熱穩定性的結合位點新增了二硫鍵，使得熱穩定性有了大大的提升，可以在72°C的條件下不破壞PET持續工作。
在設計用於測試酶的小型反應器中，研究人員發現改善的PET水解酶可以在10小時內分解200g PET的90%，並且利用酶解聚生產的對苯二甲酸和乙二醇生成新的PET塑料瓶，這種新產生的塑料與傳統的塑料相比並無太大差別。
這種新的方法優點在於能夠輕鬆的將各種不同塑料混合物（甚至是不同顏色的PET塑料瓶）分解成簡單的對苯二甲酸和乙二醇，而混合物中的染料和其他的塑料則不會被分解從而造成影響。
生物酶解聚的確能夠為塑料再生提供強有力的技術支持，如果能夠成功的話，它可以幫助社會解決我們面臨的最具挑戰性的塑料問題之一。
我們可以設想，借用酶工程，在未來可能會實現聚乙烯和聚苯乙烯的回收和再利用，到時候困擾世界的微塑料問題就可以得到大大地緩解。
參考文獻
An engineered PET depolymerase to break down and recycle plastic bottles, doi.org/10.1038/s41586-020-2149-4