Nature封面論文!一種酶在10小時內降解200克的PET塑料,效率高達90%

2020-11-25 生物谷

2020年4月13日訊/

生物谷

BIOON/---在一項新的研究中，來自法國多家研究機構的研究人員對一種常見的酶進行基因改造，使得它可以高效地斷開將聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate, PET）的構成單元（即PET單體）連接在一起的化學鍵。相關研究結果於2020年4月8日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「An engineered PET depolymerase to break down and recycle plastic bottles」。在這篇論文中，他們介紹了他們是如何開發出這種酶的，以及這種酶在試驗工廠中的效果如何。

圖片來自Nature, 2020, doi:10.1038/s41586-020-2149-4。

PET是一種極其常見的塑料，用於從汽水瓶到塑膠袋等產品中，它也是大量垃圾的來源。儘管消費者努力回收此類材料，但是回收商將它們降解為PET單體以便重新利用的能力相當有限。迄今為止，用於斷開將PET單體連接在一起的化學鍵的工藝效率很低，只有30%的PET材料被循環利用。在這項新的研究中，這些研究人員對一種已知可以分解塑料的酶進行基因改造以便提高它的效率。

顧名思義，葉枝堆肥角質酶（leaf-branch compost cutinase）是一種在自然界中發現的酶，它能夠打破把葉子連在一起的化學鍵，使得它們易於消化。此前的研究已表明，它能夠對PET做同樣的事情，但效率很低。這些研究人員首先對這種酶進行了仔細的研究，專門尋找它用來結合將PET單體連接在一起的化學鍵的關鍵胺基酸。然後，他們構建出數百種具有不同胺基酸特性的突變體酶。

接下來，這些研究人員對這些突變體酶進行了塑料降解能力的測試。經過一番努力，他們能夠找到並分離出一種效果最好的突變體酶--他們發現這種突變體酶在切割PET化學鍵方面的效率是天然酶的10000倍。隨後，他們批量生產了這種突變體酶，並將它放入反應器中進行測試。他們發現，他們製造出的這種突變體酶能夠在10個小時內分解200克的PET，而且效率高達90%。他們然後用這種突變體酶產生的分解材料製造新的PET，發現它的強度與已被循環回收的PET一樣高。他們計劃製造一個更大的反應器，以證實這種工藝在經濟上是可行的。（生物谷 Bioon.com）

參考資料：1.V. Tournier et al. An engineered PET depolymerase to break down and recycle plastic bottles. Nature, 2020, doi:10.1038/s41586-020-2149-4.

2.Engineered enzyme able to break down PET in ten hours
https://phys.org/news/2020-04-enzyme-pet-ten-hours.html

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