新发现的酶可能是我们这个星球环境的新希望

这个星球回收一切——水、碳、各种营养物质。所以,很自然地,我们在地球上很擅长回收材料。但我们人类只是一般的回收者。以塑料为例:我们做了一项伟大的工作,挖出了古老的碳沉积物来制造这些东西——回收,某种程度上!——但从20世纪40年代开始,我们制造出了数量惊人的一种物质,这种物质可能会在环境中存在几个世纪,杀死野生动物并滤出有毒化学物质。其中只有10%被回收利用。

但在2016年,日本的一个研究小组发现,细菌在人类无法做到的塑料回收领域取得了一些进展。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料无处不在——最明显的是在塑料苏打和水瓶中——它们之间的联系非常紧密,所以当在日本的一处垃圾填埋场发现了一群这种细菌时,人们感到有些惊讶。但是他们的秘密是什么呢?

在2018年4月17日的《美国国家科学院学报》上,一个国际研究小组报道了这种细菌产生的破坏宠物的酶。他们不仅绘制了这种酶的结构,在研究和修补它的过程中,他们还使它更快。结果,这一切都有点意外。

美国国家可再生能源实验室的高级工程师格雷格·贝克汉姆在一次新闻发布会上说:“我们希望能确定这种酶的结构,以帮助蛋白质工程,但最终我们走得更远,意外地设计出了一种酶,这种酶在分解塑料方面的性能得到了提高。”“我们了解到的是,PETase还没有完全优化来降解PET——现在我们已经证明了这一点,是时候应用蛋白质工程和进化的工具来继续改进它了。”

这项研究的目标是找到一种方法来快速制造一种酶,这种酶可以将大量的PET塑料分解成它的组成部分,这样就可以把它变成塑料瓶。一种可能的解决办法是将这种突变酶植入细菌中,使其能够承受极高的温度,从而使塑料分解速度加快10到100倍。

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