超級混合「塑食酶」為解決塑料汙染問題帶來新希望

2020-10-01 科技工作者


MHETase和PETase結構分析。

兩種「塑食酶」建立生物學連接。

聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）是最常見的熱塑性塑料之一，主要用於製造一次性飲料瓶、衣物和地毯等。它需要數百年時間才能在環境中自然分解。「塑食酶」PETase可以在短短幾天內將PET分解成構築塊，使其進入循環製造過程。這對於減少塑料汙染和溫室氣體排放有重要意義。

雖然PETase的發現為解決全球塑料汙染問題帶來了希望，但單純依靠PETase分解能力的方案，還不具備商業可行性。

《美國國家科學院院刊》當地時間9月28日發文稱，美國國家可再生能源實驗室（NREL）和英國樸茨茅斯大學（UOP）等，通過融合PETase和另一種「塑食酶」MHETase，開發了一種混合酶。這種超級混合「塑食酶」最多可以將消化塑料的速度增快近六倍。

UOP酶創新中心（CEI）負責人John McGeehan教授和NREL高級研究員Gregg Beckham博士共同領導了混合酶的研究。

McGeehan教授說：「Gregg博士與我談到了PETase對塑料表面的分解作用以及MHETase對塑料的『深度分割』效果。因此，我們很自然地想到，是否可以將它們混合使用？實驗證實，簡單地將兩種酶混合確實能增強塑料分解效果。接著，我們決定嘗試讓它們建立生物工程學連接——就好像用一根繩子串起了兩個吃豆人。我們興奮地發現，新的嵌合酶分解塑料的速度是簡單混合分離酶的近3倍。」

McGeehan教授還藉助鑽石光源（DLS）破解了MHETase的三維結構，這為研究團隊展現了一幅美好的分子藍圖——他們能夠設計更高效、快速的酶系統

。研究人員表示，新研究結合了結構、計算、生化和生物信息學等多個領域的技術。他們希望通過跨學科的國際合作，以酶作為武器，解決嚴重的塑料汙染問題。

編譯：德克斯特 審稿：西莫 責編：陳之涵

期刊來源：《美國國家科學院院刊》

期刊編號：1091-6490（online）

原文連結：https://phys.org/news/2020-09-plastic-eating-enzyme-cocktail-heralds-plastic.html

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