可降解塑料的酶能否处置塑料渣滓带来的环境成绩?
已有人阅读此文 - -生物学家设计方案了一种能够溶解大家日常生活最普遍的塑料垃圾的酶,促使处理世界最大的环境污染问题之一越来越有可能。该发觉解决了数百万吨聚对苯二甲酸乙二酯(PET)做成的塑料瓶子的收购难题,或用于溶解早已在自然环境中残留几百年的PET废弃物。
图为John McGeehan专家教授和他的朋友不经意中设计方案了一种比大自然中用于降解塑料废弃物的酶实际效果更强的酶。
朴茨茅斯高校的John McGeehan专家教授和美国能源部可再生资源试验室(NREL)的Gregg Beckham博士研究生相互科学研究了近期发觉用于溶解PET的酶(PETase )的分子结构,并根据三d信息内容来掌握它怎样工作中。在研究过程中,她们不经意中设计方案了一种酶,比大自然中演变出去降解塑料的酶的特性更强。
如今,科学研究工作人员正着眼于进一步改善这类酶,使其可持续性用以加工厂内的塑胶溶解。她们在科学研究纯天然酶的构造时获得了开创性进度,并觉得这类酶是去日本的废品回收管理中心塑造起來的,它容许病菌降解塑料做为食材来源于。
在二十世纪40年代,PET塑料在大自然中出現時间并不久,因而科学研究精英团队都着眼于查清酶的发展趋势及其可否改进它。
科学研究终极目标仅仅为了更好地明确酶的构造,但不曾想她们走得更长远,并出现意外地设计方案出了一种能够能够更好地溶解PET塑料的酶。
McGeehan 说:“在基础学科科学研究中,随机性常常饰演关键人物角色,因此大家随机性的发觉也很一切正常。”
“尽管改进力度并不大,但这一偶然的发现说明,也有更大的室内空间来改善这种酶,使大家更有机会寻找收购这种堆积成山的废料塑料垃圾的解决方法。”
图为酶溶解PET塑料的透射电镜图象
科学研究工作组现在可以运用蛋白质工程和演化技术性来再次改善酶。
朴茨茅斯高校,美国能源部可再生资源试验室(NREL)及其美国Diamond Light Source的专家相互协作,应用比自然光还亮100亿倍X射线光线作光学显微镜的同歩网络加速器来观察单独分子。
图为Benjamin Luethi在查验Diamond Light Source的I23光线线,它在酶的发觉中充分发挥了关键功效
应用她们全新的试验室中的I23光线线运用超高像素的三d实体模型转化成精确的PETase酶。
McGeehan专家教授表明:“ Diamond Light Source近期造就了世界最优秀的X射线光线线之一,根据这一机器设备大家可以以难以想象的方法细腻的见到PETase的三d原子结构。而见到这类微生物金属催化剂的內部运行为大家出示了宏伟蓝图设计制作迅速更合理的酶。”
演变后的PETase酶比纯天然PETase酶更强
在南佛罗里达州高校和墨西哥坎皮纳斯高校的测算实体模型专家的协助下,科学研究精英团队发觉PETase酶看上去与角质层酶十分类似,但PETase酶又具备一些不寻常的特点,包含更对外开放的特异性点,可以融入人工合成高聚物而不仅是纯天然高聚物。这种差别说明,PETase酶很有可能为了更好地溶解PET塑料而早已在带有PET塑料的自然环境中演变了。为了更好地检测该假定,科学研究工作人员突然变化了PETase酶的活性结构域令其它更像角质层酶。
科学研究工作人员出现意外发觉演变后的PETase酶在溶解PET塑料层面比纯天然PETase酶更强。
特别注意的是,这类酶还能够溶解呋喃二羧酸聚乙二醇酯塑胶(PEF),它做为PET塑料的微生物代替品,也被觉得是夹层玻璃酒瓶子的代替品。
该科学研究由朴茨茅斯高校,美国能源部可再生资源试验室(NREL)和生物科技与微生物科研联合会(BBSRC)支助。
来源于:原材料科技在线