吃塑料的细菌是我们星球的唯一希望?

我们宇宙中最令人惊奇的事情之一就是没有什么东西真的会被浪费。例如地球就是由超新星爆发所产生的垃圾组成的。在宇宙的每个角落和缝隙里,宇宙都在循环利用。

同样地球上也循环利用所有的,如水,碳,各种营养物质。但有种东西例外——塑料。自20世纪40年代以来,我们已经制造出数量惊人的塑料,塑料可能会在环境中存在数个世纪,杀死野生动物并浸出有毒化学物质。其中只有不到10%被回收利用。

2016年,一个日本研究小组发现了一种细菌(Ideonella sakaiensis),它在人类失败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)塑料随处可见,尤其是在塑料苏打水和水瓶中,它的化学键之间的结合力非常强,难以分解,因此,当在日本的研究小组在一个垃圾填埋场发现了这些细菌时,非常惊讶。

在2018年4月17日出版的《国家科学院学报》上,一个国际研究小组报告了这种微生物产生的被称为PETase的酶。他们发现PETase酶能消化PET塑料。然而,PETase只是方程式的一部分。研究人员还需要了解第二种酶MHETase的结构。

这就是格特·韦伯博士和他的团队在赫尔姆霍兹-岑特鲁姆柏林和弗雷大学联合蛋白质晶体学研究小组的工作。韦伯和他的团队确定MHETase不仅能与PET结合,还分解PET。他们的研究结果发表在2019年4月号的《自然通讯》杂志上。

韦伯博士解释了这是怎么发生的:“PETase和MHET都属于一种酶,称为水解酶。他们打破了常用的塑料PET的酯键,从而释放了我们重新合成PET聚合物所需的组成部分。”

PETase的大小只有MHETase的一半,它将聚合物(PET)分解成更小的片段,称为MHET(由PET、乙二醇和对苯二甲酸组成)。然后MHETase分解MHET,得到新一轮PET聚合物合成所需的两种物质:乙二醇和对苯二甲酸

那这是什么意思?好吧,这两种细菌的酶能专门降解PET塑料。听起来它们可能是解决地球上大量塑料废物问题的一个解决方案,对吧?韦伯说,”没那么快。问题是他们速度慢,效率低下。”这两种酶都来自细菌,”他说,”由于PET只有75年的历史,这两种酶都经历了迅速的进化,还远远不够完美。”

韦伯说,他相信分解塑料的酶最终会得到改良,这样它们就可以在某种环境条件下工作。”“传统的PET回收方法(约占所有塑料的18%)有许多缺点,”他解释说需要密集的预分选,而且它们是能源密集型的,在很大程度上依赖原油。但像PETase和MHETase这样的酶可以将PET分解成它的组成部分,然后可以将其纯化,然后可以用于新一轮的PET合成。这可以在无限次的循环中完成,碳损失最小,所需能量低,几乎不消耗原油。”

因此,从本质上讲,如果它能奏效,它可以为PET塑料创造一个完全可持续的封闭生产和回收循环。

作者:是柚子呀,如若转载,请注明出处:https://eozlab.com/zirankexue/shengwu/261.html