科學家研發(fā)出新型塑料降解酶

垃圾回收 2022-05-30 16:44

塑料垃圾為生態(tài)環(huán)境帶來了嚴峻挑戰(zhàn)，酶降解技術是實現(xiàn)塑料垃圾回收利用的一條潛在綠色途徑。近期，美國科學家結合機器學習，成功研發(fā)出一種新型塑料降解酶，且該酶可用于塑料的閉環(huán)回收。研究成果發(fā)表在《Nature》期刊，標題為“Machine learning-aided engineering of hydrolases for PET depolymerization”。

PET（聚對苯二甲酸乙二酯）是一種應用廣泛的塑料，其產(chǎn)生的垃圾占全球固體垃圾的12%。以往報道的PET水解酶對pH和溫度范圍缺乏穩(wěn)定性、反應速度慢，不能直接降解未經(jīng)處理的消費塑料廢品，極大地限制了其應用?？蒲腥藛T開發(fā)了一個機器學習系統(tǒng)，該系統(tǒng)能預測可能提高PET降解酶熱穩(wěn)定性和活性的突變。通過對突變體進行蛋白質工程改造和測試，科研人員確定了一種相比野生型PET酶（PETases）含有五個氨基酸突變的酶，將其命名為FAST-PETases。FAST-PETases在30~50℃和一系列pH水平范圍內顯示出優(yōu)異的水解活性。研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AST-PETases幾乎能在1周內完全降解51種不同的未經(jīng)處理的PET塑料廢品。同時，F(xiàn)AST-PETases對晶態(tài)和非晶態(tài)的PET均能高效降解。研究人員進一步進行了概念驗證，利用FAST-PETases分解PET，并利用回收的單體重新合成PET，從而展示了PET閉環(huán)回收的過程。

這項研究展示了一條在工業(yè)規(guī)模上進行酶塑料回收的可行路徑。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04599-z

注：此研究成果摘自《Nature》雜志，文章內容不代表本網(wǎng)站觀點和立場，僅供參考。

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