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湖大團(tuán)隊(duì)找到降解本事超強(qiáng)的角質(zhì)酶塑料里的分子長鏈像一根蔥，角質(zhì)酶則像一把小鍘刀，蔥放進(jìn)刀口，三下兩下就切段切末。日前，湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院省部共建生物催化與酶工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和湖北洪山實(shí)驗(yàn)室郭瑞庭教授團(tuán)隊(duì)發(fā)布最新研究成果，他們發(fā)現(xiàn)一種稱為“角質(zhì)酶”的生物酶能高效降解農(nóng)用地膜、超市購物袋、飯盒等PBAT塑料垃圾。

“PBAT是一種由己二酸、丁二醇和對苯二甲酸縮聚而成的新一代塑料。這種塑料自然降解過程一般長達(dá)數(shù)月之久，而且光照反應(yīng)還會生成有害物質(zhì)，但通過角質(zhì)酶來降解，只需要48小時(shí)，且不會生成任何新的物質(zhì)。”日前，記者采訪了該論文的共同第一作者、湖北大學(xué)楊鈺副教授，他介紹說。

將一塊1厘米×1厘米的塑料地膜放入盛滿角質(zhì)酶液體的玻璃量杯中，4小時(shí)后，整塊塑料膜就變成幾份大碎片，邊緣也參差不齊；12小時(shí)后，塑料膜如絮狀，液體如蛋花湯；48小時(shí)，液體重新澄清，塑料膜完全不見。楊鈺表示，PBAT具有規(guī)則的晶體分子結(jié)構(gòu)，鏈條很長，聚合物纖維排列非常緊密，是一塊難啃的“骨頭”，而角質(zhì)酶兩天就干了大自然半年的事兒，其高效就高效在切得準(zhǔn)，“刀口”齊。

角質(zhì)酶（TfCut）是大自然中廣泛存在的一種水解酶，專門降解生物的角質(zhì)蛋白。“比如西紅柿的表面就有一層像蠟的角質(zhì)，防止蟲子的叮咬，而角質(zhì)酶能消化這層角質(zhì)。”楊鈺說。郭瑞庭教授團(tuán)隊(duì)的研究則將角質(zhì)酶首次應(yīng)用到了PBAT塑料上，并且成功解析了其是怎樣工作的。“之前只知道刀子切蔥，但怎么切、切成了什么都不太清楚，這次我們做了功能還原、機(jī)制溯源，歷史搞清楚了，背景也弄明白了。”

PBAT降解過程中，產(chǎn)成BTa、ABTa和TaBTa三種中間物，最終生成對苯二甲酸（TPA）。而提取自石油的對苯二甲酸正是制備PBAT塑料的重要原料，也就是說，角質(zhì)酶降解PBAT，將產(chǎn)物變?yōu)樵希瑢?shí)現(xiàn)了對苯二甲酸的再利用。“角質(zhì)酶將PBAT降解還原成TPA粉末，再拿去做塑料，是將塑料垃圾還原成塑料原料的循環(huán)過程，不會產(chǎn)生有害有毒物質(zhì)，也沒有生成新的東西，是一個(gè)純粹的可持續(xù)循環(huán)利用的過程。”

記者：任文通訊員：向正鵬

責(zé)編：一冰

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