可降解塑料的酶能否處置塑料渣滓帶來的環境成績?
已有人閱讀此文 - -生物學家設計方案了一種能夠溶解大家日常生活最普遍的塑料垃圾的酶,促使處理世界最大的環境污染問題之一越來越有可能。該發覺解決了數百萬噸聚對苯二甲酸乙二酯(PET)做成的塑料瓶子的收購難題,或用于溶解早已在自然環境中殘留幾百年的PET廢棄物。
圖為John McGeehan專家教授和他的朋友不經意中設計方案了一種比大自然中用于降解塑料廢棄物的酶實際效果更強的酶。
樸茨茅斯高校的John McGeehan專家教授和美國能源部可再生資源試驗室(NREL)的Gregg Beckham博士研究生相互科學研究了近期發覺用于溶解PET的酶(PETase )的分子結構,并根據三d信息內容來掌握它怎樣工作中。在研究過程中,她們不經意中設計方案了一種酶,比大自然中演變出去降解塑料的酶的特性更強。
如今,科學研究工作人員正著眼于進一步改善這類酶,使其可持續性用以加工廠內的塑膠溶解。她們在科學研究純天然酶的構造時獲得了開創性進度,并覺得這類酶是去日本的廢品回收管理中心塑造起來的,它容許病菌降解塑料做為食材來源于。
在二十世紀40年代,PET塑料在大自然中出現時間并不久,因而科學研究精英團隊都著眼于查清酶的發展趨勢及其可否改進它。
科學研究終極目標僅僅為了更好地明確酶的構造,但不曾想她們走得更長遠,并出現意外地設計方案出了一種能夠能夠更好地溶解PET塑料的酶。
McGeehan 說:“在基礎學科科學研究中,隨機性常常飾演關鍵人物角色,因此大家隨機性的發覺也很一切正常。”
“盡管改進力度并不大,但這一偶然的發現說明,也有更大的室內空間來改善這種酶,使大家更有機會尋找收購這種堆積成山的廢料塑料垃圾的解決方法。”
圖為酶溶解PET塑料的透射電鏡圖象
科學研究工作組現在可以運用蛋白質工程和演化技術性來再次改善酶。
樸茨茅斯高校,美國能源部可再生資源試驗室(NREL)及其美國Diamond Light Source的專家相互協作,應用比自然光還亮100億倍X射線光線作光學顯微鏡的同歩網絡加速器來觀察單獨分子。
圖為Benjamin Luethi在查驗Diamond Light Source的I23光線線,它在酶的發覺中充分發揮了關鍵功效
應用她們全新的試驗室中的I23光線線運用超高像素的三d實體模型轉化成精確的PETase酶。
McGeehan專家教授表明:“ Diamond Light Source近期造就了世界最優秀的X射線光線線之一,根據這一機器設備大家可以以難以想象的方法細膩的見到PETase的三d原子結構。而見到這類微生物金屬催化劑的內部運行為大家出示了宏偉藍圖設計制作迅速更合理的酶。”
演變后的PETase酶比純天然PETase酶更強
在南佛羅里達州高校和墨西哥坎皮納斯高校的測算實體模型專家的協助下,科學研究精英團隊發覺PETase酶看上去與角質層酶十分類似,但PETase酶又具備一些不尋常的特點,包含更對外開放的特異性點,可以融入人工合成高聚物而不僅是純天然高聚物。這種差別說明,PETase酶很有可能為了更好地溶解PET塑料而早已在帶有PET塑料的自然環境中演變了。為了更好地檢測該假定,科學研究工作人員突然變化了PETase酶的活性結構域令其它更像角質層酶。
科學研究工作人員出現意外發覺演變后的PETase酶在溶解PET塑料層面比純天然PETase酶更強。
特別注意的是,這類酶還能夠溶解呋喃二羧酸聚乙二醇酯塑膠(PEF),它做為PET塑料的微生物代替品,也被覺得是夾層玻璃酒瓶子的代替品。
該科學研究由樸茨茅斯高校,美國能源部可再生資源試驗室(NREL)和生物科技與微生物科研聯合會(BBSRC)支助。
來源于:原材料科技在線