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科学探索:英国和美国研究人员开发出一种可分解塑料的酶

中研股份2018年4月20日讯  据报道,每年有800多万吨塑料被倒入全球海洋,多数塑料产品就算做了回收,仍可留在环境中好几百年,人们担心这种由石油制成的产品会残留毒性,对人类健康与环境构成危害。一直以来,研究人员致力于寻找更好的分解方法。

据一份研究报告显示,美国与英国研究人员开发出一种可分解塑料的酶,有助于解决日益严重的塑料污染问题。据悉,该报告被发表于美国同行评审期刊《国家科学院学报》中。

英国朴茨茅斯大学与美国能源部国家再生能源实验室的科学家,决定专心研究数年前在日本发现的一种自然形成细菌。这种细菌被称为Ideonella sakaiensis,似乎专吃一种塑料,即广泛用在塑料瓶的聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)。

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朴茨茅斯大学的约翰·麦吉汉(John McGeehan)教授和NREL的格雷·格贝克汉姆(Gregg Beckham)博士通过研究破解了PETase酶的晶体结构,并获得了其3D结构信息,研究人员用这个发现来考察消化过程是如何进行的。在研究过程中,他们无意间制造出了另一种酶,并且这种酶在降解塑料方面的表现比自然界中天然进化出的同类酶更加优越。研究人员正在进一步改进提升这种酶的性能,使其能在较短的时间内分解塑料,从而能广泛地应用于工业生产。

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除了在降解PET塑料方面比天然的PETase酶更胜一筹之外,这种PETase酶的突变体还可以降解2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)——一种以生物为基础的PET塑料的替代材料,它被赞誉为玻璃啤酒瓶的不二之选。

尽管这项发现受到科学家的热烈欢迎,但研究人员也指出,在这些酶广泛应用于回收行业之前,还有很长的路要走。曼彻斯特大学生物分析科学家道格拉斯·凯尔教授说:“石油衍生的塑料和聚合物能抵抗降解,它们在环境中的积累是一个令人困扰的问题,让降解这类塑料的酶不断进化是重中之重。”

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