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▲酶与基质相互作用的电子显微镜图片。
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），即塑料是源自20世纪40年代的一种专利技术，而近几十年来，塑料污染物在全球造成的环境危害有目共睹。《美国国家科学院院刊》（PNAS）日前发表的一篇文章称，在一项由英国朴茨茅斯大学（University of Portsmouth）和美国能源部下属国家可再生能源实验室（NREL）领导的研究中，科学家们在研究一种天然酶结构时意外取得了一项突破性进展——开发出一种可以分解消化常见污染塑料物的人造酶。这将为全球最严峻的环境问题提供潜在的解决方案，从而让数百万吨的塑料瓶得到回收利用，而当前这些由PET制成的塑料瓶将在地球上留存数百年之久。
科学家之前发现了一种能让细菌通过降解塑料获取食物来源的天然酶——PETase酶，业界普遍认为这种酶是在日本一个垃圾回收中心中孕育、萌芽并生长起来的。它在自然界中存在的时间并不长，科学家试图了解它是如何进化演变而来的，以及是否有可能进一步改进它。
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。
麦吉汉教授介绍：“这一意外发现表明，这些酶还有进一步改进提升的空间，研究成果将有助于解决不断增长的塑料垃圾回收利用问题。”
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。
麦吉汉教授补充说：“该人造酶的设计制造过程与目前生物洗涤剂和生物燃料中生物酶的开发过程相类似——这一技术已经存在，很有可能在不远的将来，我们会开发出一套在工业级别上切实可行的生产流程，从而将PET塑料和可能还有诸如PEF、PLA和PBS等其它基质降解还原到最初的自然形态，这样就可以持续对其进行回收循环利用了。”
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编译：Jonathan 审稿：alone 编辑：程建兰
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