PNAS发现解决塑料垃圾问题的新飞跃：一种新酶

　　

   

   

图:TPADO酶

资料来源:蒙大拿州立大学的丽塔·克莱尔

在开发基于自然的全球塑料危机解决方案方面，率先使用酶来食用塑料的科学家们迈出了重要的下一步。

他们已经确定了一种酶的特征，这种酶具有显著的能力来帮助分解对苯二甲酸酯(TPA)，这是聚对苯二甲酸酯(PET)塑料的化学组成部分之一，PET塑料用于制造一次性饮料瓶、衣服和地毯。

研究发表在《美国国家科学院学报》(PNAS),是由蒙大拿州立大学的教授McGeehan等人领导完成，他在2018年领导的国际研究小组设计了一个自然酶,这种酶可以分解PET塑料。酶(PETase和MHETase)将PET聚合物分解成化学结构块乙二醇(EG)和TPA。这项新研究描述了接下来的步骤，特别是管理TPA。

杜波依斯教授说:“虽然EG是一种用途广泛的化学物质，例如，它是你放进汽车里的防冻剂的一部分，但TPA除了PET之外没有很多用途，而且它也不是大多数细菌都能消化的东西。”然而，朴茨茅斯的研究小组发现，一种来自食用pet的细菌的酶能像识别手套里的手一样识别TPA。我们在密歇根州立大学的团队随后证明了这种酶，叫做tado，能以惊人的效率分解TPA，而且几乎只分解TPA。”

每年产生的塑料垃圾超过4亿吨，其中绝大多数最终进入垃圾填埋场，人们希望这项工作将打开改善细菌酶的大门，如TPADO。这将有助于应对塑料污染的挑战，并开发可以将废塑料转化为有价值产品的生物系统。

McGeehan教授是该大学酶创新中心的主任，他说:“在过去几年里，酶工程取得了令人难以置信的进展，可以将PET塑料分解成它的积木。这项工作更进一步，研究了级联反应中的第一种酶，这种酶可以将这些积木分解成更简单的分子。然后细菌可以利用这些物质来产生可持续的化学物质和材料，从塑料垃圾中提炼出有价值的产品至关重要。

“利用钻石光源的强大x射线，我们能够生成TPADO酶的详细3D结构，揭示它是如何进行这一关键反应的。这为研究人员设计出更快、更有效的这种复杂酶提供了蓝图。”

这项研究是作为BOTTLE联盟的一部分进行的，这是一个美国和英国之间的国际合作，汇集了来自广泛科学领域的研究人员来解决塑料回收和升级回收问题。

文章标题

Biochemical and structural characterization of an aromatic ring–hydroxylating dioxygenase for terephthalic acid catabolism