9月11日消息,奥胡斯大学(Aarhus University)与丹麦技术研究所(Danish Technological Institute)的研究人员在《Angewandte Chemie》发表研究,通过大规模生物勘探(bioprospecting)找到了12种能降解聚氨酯(PUR)与尼龙的酶——其中10种针对聚氨酯、2种针对尼龙,而最具潜力的候选者来自一处普通堆肥堆。
两种塑料因化学键稳定而极难降解,是回收领域的老大难。与依赖基因组数据库序列相似性的传统发现方法不同,该团队从塑料污染环境实地取样:肯尼亚一处填埋场、丹麦兰讷斯热带动物园(Randers Regnskov)、幼虫肠道及奥胡斯附近的堆肥堆,收集数百万细菌;再用荧光探针标记与荧光激活细胞分选(FACS)技术,直接筛出能切断聚氨酯与尼龙特征化学键的菌株,随後经色谱、活性测定与质谱纯化鉴定活性酶。这是该方法首次在如此大范围、多环境尺度上用於塑料降解酶发现。
最佳聚氨酯降解候选被命名为CC PUR1,尼龙方向最有效的是PY NYL1——两者均来源於堆肥堆。PY NYL1降解尼龙最有效但底物谱不及CC PUR1广泛。研究人员目前正通过蛋白质工程改造CC PUR1,提升其降解聚氨酯与尼龙的能力。
在欧盟PPWR等法规推动塑料回收率目标收紧的背景下,酶法回收被视为处理热固性聚氨酯等「不可重熔」塑料的关键选项;从环境宏基因组直接功能筛选,正成为发现工业候选酶的高产路径。
(来源:Phys.org)