新的超级酶吃塑料瓶的速度是原来的6倍

2020-09-29 13:22:14

科学家发明了一种超级酶,它降解塑料瓶的速度比以前快6倍,可以在一到两年内用于回收利用。

这种超级酶来自于细菌,这种细菌自然进化出了吃塑料的能力,使瓶子能够完全回收利用。科学家们认为,将其与分解棉花的酶结合起来,也可以使混合面料的衣服得到回收利用。今天,数百万吨这样的衣服要么被倾倒在垃圾填埋场,要么被焚烧。

塑料污染已经污染了整个地球,从北极到最深的海洋,人们现在已经知道消费和呼吸微塑料颗粒。目前很难将塑料瓶分解成化学成分,以便从旧瓶中制造出新的,这意味着每年都有更多的新塑料从石油中制造出来。

这种超级酶是通过将两种不同的酶连接起来而设计的,这两种酶都是在2016年在日本一个垃圾场发现的吃塑料的虫子中发现的。研究人员在2018年公布了第一种酶的工程化版本,这种酶在几天内就开始分解塑料。但是这种超级酶的作用速度要快6倍。

英国朴茨茅斯大学的约翰·麦吉汉教授说:“当我们把酶联系在一起时,我们的活性有了很大的提高,”英国朴茨茅斯大学的约翰·麦吉汉教授说。“这是一条试图制造更快、更具工业相关性的酶的轨迹。但这也是一个从自然中学习,然后将其带入实验室的故事。“。

法国Carbios公司在4月份发现了一种不同的酶,最初是在堆肥的树叶堆中发现的,它能在10小时内降解90%的塑料瓶,但需要加热到70摄氏度以上。

新的超级酶在室温下可以工作,McGeehan说,将不同的方法结合起来可以加快商业使用的进程:“如果我们能通过将它们连接在一起来制造更好、更快的酶,并将它们提供给Carbios这样的公司,并进行合作,我们可以在未来一两年内开始这样做。”

2018年的研究确定了一种名为PETase的酶的结构可以攻击塑料瓶坚硬的结晶表面。他们意外地发现,一个突变版本的工作速度提高了20%。这项新的研究分析了在日本细菌中也发现的第二种酶,它使第一种酶释放的化学基团的分解速度翻了一番。

分解纤维素等天然聚合物的细菌在数百万年的时间里进化出了这种孪生方式。科学家们认为,通过将这两种酶连接在一起,可能会加快降解速度,并使它们能够更紧密地合作。

细菌不可能产生连接在一起的超酶,因为分子太大了。因此,科学家们在实验室中将这两种酶连接起来,发现速度进一步提高了三倍。朴茨茅斯大学和四个美国机构的科学家的这项新研究发表在“美国国家科学院院刊”(Proceases Of The National Academy Of Sciences)上。

该研究小组现在正在研究如何调整这些酶,使它们工作得更快。“有巨大的潜力,”McGeehan说。“我们实验室里有几百个,目前我们在一起。”一个1百万GB的测试中心现在正在朴茨茅斯建造,Carbios目前正在里昂建造一家工厂。

McGeehan说,将吃塑料的酶与现有的分解天然纤维的酶结合起来,可以使混合材料完全回收利用。“(涤棉混纺面料)回收利用真的很棘手。我们已经与生产这些纺织品的一些大型时装公司进行了交谈,因为他们目前确实在苦苦挣扎。“。

活动人士表示,减少塑料的使用是关键。那些从事回收工作的人说,像塑料这样坚固、轻便的材料非常有用,真正的回收是解决污染问题的一部分。

研究人员还成功地发现了吃其他塑料的虫子,比如聚氨酯,这种塑料被广泛使用,但很少被回收利用。当聚氨酯分解时,它会释放出可以杀死大多数细菌的有毒化学物质,但被发现的细菌实际上是将这种材料作为食物来驱动这一过程。