酶变体可以“吃掉”数十亿吨塑料垃圾

德克萨斯大学奥斯丁分校的科学家在最新一期的《自然》杂志上写道，他们开发出了一种新的酶变体FAST-PETase，可以在几小时到几天内分解通常需要数百年才能降解的塑料。有望极大促进塑料的回收利用，真正拉开塑料循环经济的大幕。

最新研究负责人哈尔阿尔珀(Hal Alper)教授表示，他们开发的新酶主要针对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，这种酶出现在大多数消费品包装上，包括饼干盒、汽水瓶、水果和沙拉包装，以及一些纤维和纺织品，占全球废物总量的12%，数量可能高达数十亿吨。

在最新的研究中，Alper等人借助机器学习模型开发了一种名为PETase的天然酶的新突变，并预测了哪些突变可以在低温下快速解聚废塑料。然后，他们研究了51种不同的塑料容器，5种不同的聚酯纤维和织物，以及所有由PET制成的水瓶，并证明了其中一种名为FAST-PETase的有效性。

研究人员指出，新的酶变体可以完成一个“循环过程”，将塑料分解成更小的部分(解聚)，然后通过化学方法重新组装(再聚合)。在某些情况下，这些塑料可以在24小时内完全分解成单体。

回收是减少塑料垃圾的最好方法，但在全球范围内，只有不到10%的塑料被回收。除了将塑料扔进垃圾填埋场，最常见的处理方法是焚烧，但这种方法成本高，能耗大，而且会向空气中排放有害气体。其他替代工业工艺包括糖酵解、热解和/或甲醇分解，但这些工艺也非常耗能。

而生物溶液消耗的能量要少得多。在过去的15年里，科学家们一直在研究用酶回收塑料，并取得了一些进展。但到目前为止，还没有人想出如何制造一种能在低温下高效运转，并能更好地大规模使用的酶。最新研究证实，FAST PETase可以在低于50摄氏度的温度下分解塑料。

下一步，该团队计划扩大这种酶的生产规模，为工业和环境应用做准备。研究人员表示，这种酶有望在垃圾填埋场清理等垃圾处理行业大显身手。为此，他们正在研究各种方法将这些酶运输到野外，以清理污染的场地。