近日，曼彻斯特生物技术研究所（MIB）的科学家开发了一个新的酶工程平台，通过定向进化来改善塑料降解酶。该平台产生的生物酶，可以降解PET材料。
酶循环
研究人员表示，近年来，塑料的酶循环已成为一种有吸引力的环保策略，有助于缓解与废塑料相关的环保问题。
虽然目前有机械回收、化学回收等塑料回收方法，但酶有可能提供更具成本效益和能源效率的塑料回收方案。此外，它们还可用于选择性分解目前难以使用现有技术回收的混合塑料废物流的特定成分。
尽管这项技术前景不错，但要使酶促塑料回收在商业规模上得到广泛应用，还需要克服不少障碍。因为具有分解塑料能力的天然酶通常效率较低，在工业规模工艺所需的条件下不稳定。
为了解决这些困难，曼彻斯特大学的研究人员研发了一种新的酶工程平台，该平台可以快速改善塑料降解酶的性能，使其更适合大规模塑料回收。他们的集成自动化平台可以成功评估每天约1000种酶变体的塑料降解能力。
塑料降解
为了测试该平台，研究人员通过IsPETase的定向进化开发了一种新酶HotPETase。IsPETase是最近发现的一种由Ideonella sakaiensis细菌产生的酶，它可以将PET用作碳源和能源。
解聚
虽然IsPETase具有降解某些半结晶形式PET的天然能力，但该酶在40°C以上的温度下不稳定，远低于理想的工艺条件。这种低稳定性意味着反应必须在低于PET玻璃化转变温度（~65℃）的温度下进行，这会带来低解聚速率。
为了解决这一限制，研究小组开发了一种耐热酶HotPETase，该酶在70°C时具有活性，高于PET的玻璃化转变温度。这种酶可以比以前报道的酶更快地解聚半结晶PET，并且可以选择性地解构层压包装材料的PET组分。
不过研究人员表示，该生物酶实现工业规模层面的塑料回收还需时日。
