尖端酶研究对抗塑料污染

自20世纪50年代以来，全球塑料产量激增，同时塑料废物的增加也令人担忧。仅在美国，2017年就产生了惊人的3500万吨塑料废物，其中只有一小部分被回收或燃烧，大部分都被扔进垃圾填埋场。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是塑料废物(尤其是食品包装塑料废物)的主要来源，由于其缓慢分解和污染，对环境构成了重大挑战。

解决这一问题的努力已经加大，研究人员正在探索创新的解决方案，例如利用微生物和酶的力量来降解PET。然而，现有的酶在效率方面往往不足，尤其是在有利于工业应用的温度下。

角质酶是一种很有前途的酶，以其有效分解PET的能力而闻名。角质酶源自茄病镰刀菌等生物体，在降解PET和其他聚合物基质方面显示出巨大的潜力。最近的突破包括发现叶和枝堆肥角质酶(LCC)(在高温下表现出前所未有的PET降解率)和IsPETase(在较低温度下表现出色)。

在《今日催化》最近发表的一项研究中，由化学和生物分子工程教授JinKimMontclare领导的纽约大学Tandon的研究人员提出了一种新颖的计算筛选工作流程，利用先进的协议来设计LCC的变体，这些变体具有与isPETase类似的改进的PET降解能力。

通过将计算模型与生化测定相结合，他们发现了有希望的变体，即使在中等温度下也表现出增强的水解行为。

这项研究强调了酶重新设计中计算筛选的变革潜力，为解决塑料污染提供了新途径。通过结合IsPETase等天然酶的见解，研究人员正在为开发高效PET水解酶铺平道路，这对环境可持续性具有重大影响。