食用塑料的超级酶“鸡尾酒”为废塑料解决方案带来新希望

重新设计了可食用塑料的酶PETase的科学家现在已经创建了一种酶“鸡尾酒”，该酶可以将塑料消化的速度提高六倍。

在生活在塑料瓶饮食中的同一垃圾住宅细菌中发现的第二种酶已与PETase结合使用，以加快塑料的分解速度。

PETase将聚对苯二甲酸乙二酯（PET）分解回其组成部分，从而提供了无限回收塑料，减少塑料污染和推动气候变化的温室气体的机会。

PET是最常见的热塑性塑料，用于制造一次性饮料瓶，衣物和地毯，在环境中分解需要数百年的时间，但是PETase可以将时间缩短为几天。

最初的发现为塑料回收利用带来了革命性的前景，创造了潜在的低能耗解决方案来处理塑料废物。该团队在实验室中设计出了天然的PETase酶，使PET分解的速度提高了约20％。

MHETase。

现在，同一个跨大西洋团队将PETase及其“伙伴”（称为MHETase的第二种酶）结合起来，产生了更大的改进：将PETase与MHETase混合在一起，可以使PET分解的速度提高一倍，并设计两种酶之间的连接创造一种“超级酶”，使这种活性再增加三倍。

该研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

该团队由设计PETase的科学家，朴次茅斯大学酶创新中心（CEI）主任John McGeehan教授和国家可再生能源实验室（NREL）资深研究员Gregg Beckham博士共同领导。在美国。

约翰·麦基汉（John McGeehan）教授。

麦基汉教授说：“ Gregg和我正在谈论PETase如何侵蚀塑料表面，而MHETase则将其进一步切碎，因此，很自然地看到我们是否可以一起使用它们，模仿自然界中发生的事情。

“我们的第一个实验表明，它们确实确实可以更好地协同工作，因此我们决定尝试将它们物理连接起来，就像两个吃豆人用一根绳子连接起来一样。

嵌合体红色蓝色。

“在大西洋两岸都进行了大量工作，但值得付出努力。我们很高兴地看到，我们的新嵌合酶比自然进化的独立酶快三倍，为进一步开发开辟了新途径。改进。”

最初的PETase酶发现预示着人们有望掌握解决全球塑料污染问题的第一个希望，尽管仅PETase还不够快，不足以使其在商业上可行，从而能够处理掉在地球上乱抛垃圾的大量PET瓶。

将其与第二种酶结合在一起，并发现它们的协同作用甚至更快，这意味着朝着寻找塑料废料的解决方案迈出了另一次飞跃。

PETase和新组合的MHETase-PETase都可以通过消化PET塑料并将其恢复到原来的构造块来工作。这样就可以无限期地制造和重复使用塑料，从而减少了我们对石油和天然气等化石资源的依赖。

MHETPET。

麦基汉教授在牛津郡使用了同步加速器，该同步加速器使用比太阳强100亿倍的X射线强烈的X射线作为显微镜，足以观察到单个原子。这使团队能够解决MHETase酶的3D结构，从而为他们提供分子蓝图，从而开始设计更快的酶系统。

这项新研究结合了结构，计算，生化和生物信息学方法，以揭示分子对其结构及其功能的见解。这项研究是一项巨大的团队努力，涉及各个职业阶段的科学家。

朴茨茅斯大学CEI-NREL博士生的联合创始人Rosie Graham是一位最初级的作者，他说：“我最喜欢的研究部分是想法的产生方式，无论是喝咖啡，乘火车上下班，还是在大学走廊里经过时，它的确可以随时出现。

“作为这次英美合作的一部分，这是一个学习和成长的绝好机会，甚至可以为利用酶处理我们污染最严重的塑料提供更多的故事。”

酶创新中心从自然环境中吸收酶，并利用合成生物学对其进行改造，以创造出用于工业的新酶。

参考：Brandon C. Knott，Erika Erickson，Mark D. Allen，Japheth E. Gado，Rosie Graham，Fiona L. Kearns，Isabel Pardo，Ece Topuzlu和Jared J.撰写的“用于塑料解聚的两酶系统的表征和工程设计”。安德森（Anderson），哈里·奥斯汀（Harry P. E.McGeehan，2020年9月28日，美国国家科学院院刊，DOI：
10.1073 / pnas.2006753117