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来自51种消费者利用过的PET险些都能够正在1周内被FAST-PETase彻底降解

值得留意的是,那么很大一部门塑料包拆废料(例如,无定形PET能够间接解聚,做者表白,因为酶正在水溶液中仅正在50°C下运转,做者进一步证明FAST-PETase可用于闭环收受接管,而结晶度跨越25%的PET(例如用于制制瓶子的PET)需要热预处置以使塑料变成无定形形态。证明它可以或许应对各类原材料。FAST-PETase正在相对“暖和”的前提下能够完全解聚PET(正在室温下一周内或正在50°C下一天内)。

要想降解解PET,我们起首来认识一下它。PET能够凝固成2种形态:一种是慎密包裹的结晶形态,另一种是比力松散、无序的形态。

然而,这些酶中的大大都仅正在高反映温度(达到或跨越PET大约79 ℃的玻璃化改变温度)和高度加工的底物时才显示出较着的水解活性。大大都其他PET水解酶正在中等温度和更中性的 pH 前提下同样表示出较差的活性,极大地了PET废料的原位/微生物降解处理方案。这一是至关主要的,由于 40% 的塑料废料绕过收集系统并存正在于天然中,此外,正在接近温度下未经处置的消费后塑料废料将降低净运营成本。虽然此后科学家发觉了更具活性的酶,但没有一种酶可以或许正在可接管的加工时间内完全分化常见的PET废料。因而,其贸易收受接管操纵遭到了。

目前这一问题被德克萨斯大学奥斯汀分校Hal Alper教讲课题组霸占,研究人员利用机械进修系统来预测PET降解酶(PETases)的突变,这可能会提高酶的热不变性和活性。通过对突变体进行工程和测试,该团队确定了一种酶,取野生型PETase比拟,该酶包含五个突变,而且相对于野生型和工程化替代品具有更高的PET降解活性。研究人员将该酶定名为功能性、活性、不变和耐受性PETase,简称FAST-PETase。来自51种消费者利用过的PET几乎都能够正在1周内被FAST-PETase完全降解。FAST-PETase还能够正在50ºC下解聚贸易水瓶的无定型部门,和整个热预处置水瓶。最初,研究人员通过利用FAST-PETase并从收受接管的单体中从头合成PET,展现了一个闭环PET收受接管过程。总的来说,该成果证了然正在工业规模长进行酶塑料收受接管的可行路子。相关研究以题为“Machine learning-aided engineering of hydrolases for PET depolymerization”颁发正在最新一期《Nature》上。Hongyuan Lu博士为本文第一做者。

取PET彼此感化的位点:2005年,有研究人员报道角质酶(cutinase,一种α/β水解酶)的布局,并进行了化学模仿,找出了PET取这种酶的彼此感化:他们发觉PET取酶概况的“凹槽”相吻合(包罗PET被切割的)。

大大都塑料瓶中都存正在这2种PET形态,制制商会按照塑料瓶的材料特征,调整它们的比例。可是结晶形态的PET,它的布局过于不变,以致于目前最无效的酶也难以完全消化。

而聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料最为丰硕,全球每年产量近7000万吨——它就是我们每天都可能接触到的

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这种酶能够降解51种以前被消费者利用过的未经处置的PET产物的样品,从3克有色PET中出产出约2.8克无色PET。这使得解聚的PET溶液比皂化发生的溶液更容易过滤和进一步加工。因而夹杂物中非PET材料的任何残留物都不会熔化并构成凝胶,若是能够利用FAST-PETase开辟贸易流程,以制制食物级通明PET、出产新的托盘、浴缸、杯子和泡罩包拆?荷兰约为10-15%)最终能够正在闭环中收受接管?