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科学家研发了这种新酶,可在24小时内降解塑料制品

Paris Li

近日,一项新的研究实现了新的突破,科学家们利用机器学习设计了一种酶,可以在24小时内降解某些形式的塑料,其稳定性非常适合大规模应用。

十多年来,科学家们一直在探索酶在塑料回收方面的潜力,在过去6年左右的时间里取得了一些进展。2016年,日本的研究人员发现了一种细菌,它利用酶在几周内分解PET塑料。这些酶的工程版本,称为PETase,进一步提高了性能。2020年,科学家开发出更强大的版本,可以以6倍的速度消化PET塑料。

迄今为止,德克萨斯大学的一个团队正着手解决这些酶的一些缺点。该团队开发了一种机器学习模型,可以预测PETase酶中的哪些突变可以发挥作用。这其中涉及密切研究一系列PET塑料产品,包括容器、水瓶和织物,然后团队使用该模型设计一种新的和改进的酶,称为 FAST-PETase(功能性、活性、稳定和耐受性PETase)。

这种新创造的酶在30至 50 °C(86至122 °F)的温度和一系列pH值范围内都能分解 PET塑料,且表现出色。它能够在一周内几乎完全降解51种不同的未经处理的PET产品,并且在一些实验中,在短短24小时内就可以分解塑料。科学家们还展示了一个闭环PET回收过程,其中使用FAST-PETase分解塑料,然后使用回收的单体对材料进行化学重建。

由于其能够在低温下快速分解塑料废物,研究人员相信这是一种便携、经济实惠且能够在工业上大规模采用的技术。他们已经为这项技术申请了专利,并希望未来能看到它在垃圾填埋场和污染地区得到使用。

题为Machine learning-aided engineering of hydrolases for PET depolymerization的相关研究论文发表在《自然》上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文:

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04599-z


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