吃塑料酶是我们星球唯一的希望吗?

经过:Jesslyn Shields
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是否有两个特异性降解宠物塑料的细菌酶是解决地球巨大废物问题的潜在解决方案?科学方

关于我们宇宙的惊人事情之一是,没有什么真正浪费的。例如,您(您是令人难以置信的杰作)恰好是由超新星爆炸的垃圾组成。在宇宙的每个角落和裂缝中,宇宙都在重组和重复使用。这是伟大的回收商。

这个星球回收了一切 - 水,碳,各种营养素。因此,有理由认为我们真的很擅长在地球上回收东西。但是我们人类只是如此的回收者。拿塑料: We do a great job of digging up ancient deposits of为了制作东西 - 回收,有点!- 但是自1940年代以来,我们已经制造了令人难以置信的材料,这些材料可能会在环境中闲逛几个世纪以来杀死野生动植物and浸出有毒化学物质。少于10 percentof that is typically recycled.

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2016年,一个日本研究团队发现了一种细菌((sakaiensis) making some inroads into plastics recycling where humans were failing. Poly(ethylene terephthalate) (PET) plastics are everywhere — most notably in plastic soda and water bottles — and the bonds that hold it together are very strong, so it was something of a surprise when a colony of these bacteria were discovered in a Japanese landfill.

In the April 17, 2018 issue of Proceedings of the National Academy of Sciences journal, an国际研究人员报道在该细菌产生的称为Petase的酶上。他们发现Petase酶消化了宠物。但是,PETASE只是方程的一部分。研究人员还需要了解第二酶Mhetase的结构。

这就是生物化学家和结构生物学家Gert Weber博士及其团队的团队,来自Helmholtz-Zentrum Berlin和FreieUniversität柏林的联合蛋白质晶体学研究小组。Weber和他的团队确定MHETase不仅与PET结合,还分解了MHETase与PET结合。。他们的发现发表在日记自然通讯2019年4月issue.

We talked to Weber via email and he explained how it happens: "Both [PETase and MHET] belong to an enzyme class, termed hydrolases. They break down ester bonds of the commonly used plastic PET so that the building blocks that we need for a re-synthesis of the polymer are released," he explains.

“ PETASE仅是MHETAPE的大小的一半,将聚合物(PET)分解为较小的碎片,称为MHET(由PET的两个组成部分,乙烯甘油和二苯甲酸组成)。然后,MHETase将MHET拆分MHET以产生两种新一轮聚合物合成,乙二醇和苯甲酸所需的物质。”

那是什么意思?这两种细菌酶特异性降解了宠物塑料。听起来他们可能是解决地球巨大废物问题的解决方案,对吗?韦伯说,还不太快。问题是它们慢效。他说:“这两种酶均来自细菌。”由于宠物只有75年的历史,因此这两种酶都经历了快速发展,并且远非完美。

韦伯说,他认为食肉酶最终会改善,以便它们可以以某种形式的环境能力工作。但这将是有限的。他解释说:“传统的宠物回收方法(约占所有塑料的18%)有许多缺点。”“需要进行密集的预分量,它们是能源密集型的,并且在很大程度上依靠原油来创建。诸如Petase和Mhetase之类的酶将宠物分解为其构件,然后可以纯化……这些纯净的酶构建块...然后可以用于新的宠物合成。这可以在无限数量的周期内完成,最少的碳损失,需要低量的能量,几乎没有原油消耗。”

因此,从本质上讲,如果有效,可以为PET塑料创建一个封闭的生产和恢复周期,这是完全可持续的。但是这个新闻并不是一件好事。

Gerber说:“在环境中,塑料要么已经以碎片的形式处置,要么随着时间的流逝(微塑料)碎片。”“碎片越小,将它们从环境中删除的困难越难。塑料的分布和碎片过于普遍,无法以任何措施来解决。具有不同酶的其他聚合物类型。”他的建议:尽快停止生产宠物塑料。

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