塑料里的分子长链像一根葱，角质酶则像一把小铡刀，葱放进刀口，三下两下就切段切末。日前，湖北大学生命科学学院省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室和湖北洪山实验室郭瑞庭教授团队发布最新研讨成果，他们发现一种称为“角质酶”的生物酶能高效降解农用地膜、超市购物袋、饭盒等PBAT塑料废物。
“PBAT是一种由己二酸、丁二醇和对苯二甲酸缩聚而成的新一代塑料。这种塑料天然降解进程一般长达数月之久，而且光照反响还会生成有害物质，但经过角质酶来降解，只需要48小时，且不会生成任何新的物质。”5月26日，长江日报记者采访了该论文的一起榜首作者、湖北大学杨钰副教授，他介绍说。
将一块1厘米×1厘米的塑料地膜放入盛满角质酶液体的玻璃量杯中，4小时后，整块塑料膜就变成几份大碎片，边际也良莠不齐；12小时后，塑料膜如絮状，液体如蛋花汤；48小时，液体从头弄清，塑料膜彻底不见。杨钰指着论文中塑料消失的演示图片表明，PBAT具有规矩的晶体分子结构，链条很长，聚合物纤维摆放十分严密，是一块难啃的“骨头”，而角质酶两天就干了大天然半年的事儿，其高效就高效在切得准，“刀口”齐。
杨钰曲折了一只手掌，折叠的形状像一把小铡刀，便是角质酶的容貌。“PBAT分子链条嵌入刀口，咔嚓，长链条被切成碎片。”杨钰描述这个进程为“切葱”，角质酶很“聪明”，专挑分子链条里的苯环下刀，切下的碎片十分规整，“可谓刀法精深，每段都留下葱白。”
角质酶（TfCut）是大天然中广泛存在的一种水解酶，专门降解生物的角质蛋白。“比方西红柿的外表就有一层像蜡的角质，避免虫子的吸食，而角质酶能消化这层角质。”杨钰说。此前已有团队研讨发现角质酶能降解PET塑料，但不太清楚其间的机制。郭瑞庭教授团队的研讨则将角质酶初次使用到了PBAT塑料上，而且成功解析了其是怎样作业的。“之前只知道刀子切葱，但怎样切、切成了什么都不太清楚，这次咱们做了功用复原、机制溯源，前史搞清楚了，布景也弄理解了。”
PBAT、PET是塑料的不同品种，简单说，矿泉水瓶一般用的是PET，超市里摸起来软软的、皮肤感的可降解塑料袋用的便是PBAT。现在，因其优秀的延展性、热稳定性和可塑性，PBAT广泛使用于农业（农用地膜）、纺织业以及食品包装等范畴，但其抛弃物的很多堆集也形成白色污染，给环境带来巨大压力。
生物酶法绿色降解塑料是塑料治污的最佳计划之一，郭瑞庭团队经过大规模挑选，总算确定角质酶。野生角质酶活性区入口处较为杰出，影响了塑料分子链条的嵌入，他们又使用结构生物学和酶学等技能给野生角质酶“揭盖”，将其改形成敞开结构（TfCut-DM），入口处较为平整，塑料分子链条嵌入就严丝合缝。
PBAT降解进程中，产成BTa、ABTa和TaBTa三种中心物，终究生成对苯二甲酸（TPA）。而提取自石油的对苯二甲酸正是制备PBAT塑料的重要质料，也便是说，角质酶降解PBAT，将产品变为质料，完成了对苯二甲酸的再使用。“角质酶将PBAT降解复原成TPA粉末，再拿去做塑料，是将塑料废物复原成塑料质料的循环进程，不会发生有害有毒物质，也没有生成新的东西，是一个朴实的可继续循环使用的进程。假如仅靠天然降解，生成的单领会渐渐挥发到周围环境中去。对苯二甲酸释放到天然界里去，仍是有毒性的。”
大天然中存在着数不尽的酶，尽管没有专门为降解塑料而生的酶，究竟塑料的诞生也不过百年，但酶无量变异的可能性，让它们其间一部分有了降解塑料的才能，杨钰神往说，假如建立一个酶降解工厂，将塑料废物会集降解，发生的物质再收回使用，那么它不仅是环保的降解工厂，仍是废物处理厂、再生资源使用厂。
一种古怪的蛋白质酶，只需碰到塑料，就被招引曩昔，不由得把塑料切吧切吧剁了，酶的内生动力正是大天然的美妙之处。角质酶为人类处理塑料污染供给了一条卓有成效的途径，而了解它为什么降解、怎么降解，郭瑞庭教授团队花了五年以上的时刻。“人类现在知道的酶，不过仅占世界上酶的很小一部分，大天然中还有各式各样的酶，咱们既不知道它们，也不清楚它们的功用效果，这鼓舞咱们永不止歇地探究。”杨钰说。
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