意外拯救了地球!科学家合成超级酶可快速分解塑料价值不可估量ayx爱游戏
栏目:行业动态 发布时间:2023-04-22

  ayx爱游戏在《美国国家科学院院刊》上发表的一篇论文显示,科学家通过基因工程将两种细菌产生的酶连接在一起,制成了这种双酶混合物具有分解塑料的超能力。

  其分解速度是单一酵素的六倍。未来,这种混合酶被商业化使用,不仅可以解决全球环境污染问题,还可以实现塑料的无限循环利用,其价值可以说是不可估量的。

  让我们来了解一下这项令人难以置信的研究。塑料可以说是人类的伟大发明。你想一想,如果没有塑料,你看到的很多东西是无法制造的;溶解有机溶剂;

  但也正是塑料的这个特性,很难自然分解。用一根小吸管只需要3到5分钟,但自然分解至少需要500年。

  但是人类的生产和生活离不开塑料,塑料的应用也很广泛。基本上,每个人每天都会产生塑料垃圾。

  每年,仅我国就产生数千万吨塑料,其中近百万吨流入自然界,包括野外、陆地水域、海洋,其余大部分只能掩埋加工,以及只有一小部分被回收和再利用。

  在回收再利用的塑料中,有一种叫做PET,基本上你每天都会用到这种塑料,因为它是食品包装、食品用塑料、塑料瓶的材料。

  你可以拿个塑料瓶看看。底部有个圆三角,里面写着一个数字1,代表这个塑料是PET,可以回收充分利用。数字越大,塑料对人体的危害越大。1到7的数字代表不同的塑料,它们都有不同的用途。

  PET回收后一般不能制成高档塑料制品再次用于食品,因为人类没有办法将这种高分子聚合物材料再次分解成单体化学成分。

  它们被回收利用后,只能通过热溶解制成一些二次产品,比如衣服(合成纤维,也叫涤纶,涤纶),地毯等等。

  要再做食品用的高端塑料制品,必须要从原油中再次提炼原料。所以这种回收并不是我们想象中的完全回收。

  要找到解决办法,就得想办法分解PET塑料,让它们回到原来的单体化学形态,重新被人类做成高端塑料。

  2018年,科学家在日本一家塑料再加工工厂意外发现了一种名为堺菌的细菌。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为自身的生存获取能量。

  由于塑料制品的出现伴随着人类工业,也就是大约40年前,科学家认为这种细菌分解塑料的能力也是近几十年来基因突变产生的。

  不得不佩服大自然的鬼斧神工。人类无法分解的塑料被一种小细菌征服了。如果能大量培养这种细菌,使其产生更多的PETase;

  那么在未来,我们将能够分解塑料来减轻对大自然的负担,分解成的个别化学结构可以制造成高端塑料,实现真正的再利用。

  科学家随后使用X射线衍射仪观察了酶的三维结构。该仪器可以产生能量比太阳光高100亿倍且波长短到甚至可以观察单个原子的强大光源。.

  上图是PETase的三维结构。这一发现在当时被广泛报道,人们认为是科学家意外找到了拯救地球的方法。现在看来,事实如报道,这项研究有了新的进展。科学家对这种细菌进行了基因改造,使这种细菌产生的MHETase分解塑料的速度比PETase酶快3倍。

  PETase是一种能快速分解PET塑料表面的酵素,而MHETase酵素则具有快速切割塑料并将其分裂成小块的能力。

  研究人员想尝试在分子水平上连接这种酶?会发生什么?修改它们,就产生了下图。

  这种酶的快乐手拉手被研究人员联系在一起,一如所料,分解面,快速切割,使新型超级酶分解塑料的能力加倍。这种超级酵素不仅有快速分解PET的能力,也有分解PEF(高压聚乙烯)的能力,但效果远不及分解PET。

  其他类型的塑料目前无法分解。虽然PET目前只能很好分解,但是这个发现也为我们以后解决塑料问题提供了很大的帮助。ayx爱游戏毕竟,PET在塑料制品中应用广泛且频繁。

  研究团队正在研究下一步,如何将其用于商业用途。主要问题是如何快速生产这种超级酶。毕竟塑料的生产速度是很快的。如果不能大量生产分解酶,就无法解决人类的问题。