日本研究人員發現能將PET瓶分解成水和二氧化碳的細菌
已有人閱讀此文 - -日本慶應義塾大學、京都工藝纖維大學、帝人、ADEKA于2016年3月11日宣布,發現了通過分解聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)來生長發育的細菌,并查明了其分解原理。這一發現顛覆了PET是自然界無法進行生物分解的物質這一傳統說法,有望為開發PET產品的生物循環再利用技術作出貢獻。
PET以石油為原料制造而成,廣泛應用于飲料瓶及衣類等。但2013年全球的PET樹脂總產量約為5600萬噸,而循環再利用量僅為PET瓶產量(613 萬噸)的37%、PET樹脂總產量的4.1%。如果發現以PET為營養源的微生物,便可實現低能源型及環境和諧型的“PET生物循環再利用”,于是,相關研究人員通過此次的研究探索了PET分解菌。
研究人員采集了多種環境樣本,將其投入以PET薄膜為主要碳源的培養基中進行培養,結果發現多種微生物都聚集在PET薄膜上對其進行分解。并成功從該微生物群中分解出了強大的PET分解細菌。因為這種細菌來源于在大阪府堺市采集的環境樣本,所以將其命名為“Ideonella sakaiensis 201-F6株”。此次研究發現,201-F6株可以分解PET,并以此為營養源進行繁殖。
研究人員對該細菌進行基因組測序發現了一個酶的基因序列,這種酶與以前發現的可以加水分解PET的酶類似。對其基因產物——蛋白質進行功能分析后發現,這種酶具有加水分解PET的能力。而且還證實,這種酶與以前發現的PET加水分解酶相比更喜歡分解PET,而且在PET構造堅固的常溫下也具有很高的分解活性。研究人員將這種酶命名為“PETase”。?
而且,研究人員還注意到了PETase的一個特性,那就是對PET進行加水分解后,主要生成MHET(對苯二甲酸單分子與乙二醇單分子脫水縮聚形成的化合物),除此之外不再進行其他反應。研究人員認為其中可能存在MHET加水分解酶,于是便對201-F6株進行了完整的基因表達分析,結果發現,與 PETase類似的基因編碼的蛋白質具有對MHET進行迅速加水分解的能力。研究人員將這種新酶命名為“MHETase”。
研究人員從這些結果中發現,201-F6株可利用PETase和MHETase兩種酶,將PET有效分解成對苯二甲酸單體和乙二醇單體。生成的對苯二甲酸與乙二醇會被含有201-F6株的很多微生物進一步分解,最后變成二氧化碳和水。利用生物分解PET的方法與化學處理方式相比,不僅能源消耗小,而且更加環保。此次的研究成果已刊登在3月10日(美國東部時間)發行的科學期刊《科學》(Science)上。