宠物的退化使用细菌酶效率更高了

世界上使用最广泛的塑料之一是聚对苯二甲酸乙二醇酯,或简称为宠物。在日常生活中它无处不在的形式可重用的PET饮料瓶。最后一个产品的生命周期包含宠物,宠物的环保重用组件通过酶的活性是经济和生态的一个有趣的替代焚烧,垃圾填埋场或纯化学回收。

莱比锡大学的一组研究人员发现了一种酶,这种酶可以分解宠物是如何工作的,并进一步提高了生物催化剂的效率。科学家们报告他们的发现在最新一期的著名的杂志上自然通讯。

“我们的前一篇文章的发现这种酶在2021年的夏天已经大浪,“基督教Sonnendecker博士说,在第一次出版发挥了关键作用。“这个优秀团队合作成为了最成功的研究文章在《华尔街日报》ChemSusChem”。

了解生物催化剂的工作方式,作者康斯坦丁·里克特第一次使用晶体阐明酶的空间结构在他的博士论文。“在某种程度上,我们在跟进的决心第一PET-degrading酶的结构,”诺伯特教授说stratocaster电吉他,负责人晶体调查。“这几乎是十年前,当沃尔夫冈•齐默尔曼在莱比锡建立了这个酶生物技术研究。在那个时候,几乎没有人在他们的雷达。”

提取的秘密PHL7的高效反应加速度从静态的晶体结构,基督教Sonnendecker招募其他专家的帮助下,在他的研究中。工作小组由Georg Kunze和基督教Wiebeler使用计算机模拟蛋白质动力学以及量子化学计算来理解反应机理,特别是个别氨基酸的贡献的绑定宠物聚合物,和设计更好的酶。“这些预测和计算非常有助于合理改善酶,“Sonnendecker解释道,“当然,但最终实验决定。”

有相当大的实验数据和理论计算之间的协议。“我们意识到拟议的更改由基因工程酶,能够进一步提高其活性和稳定性,这是非常重要的技术应用。“太强大约束力的酶聚合物塑料衬底会适得其反,生化学家解释了关于拟议中的滑动机制,根据绑定的通道使底物活性中心。“有时少即是多”,Sonnendecker说。

当被问及未来研究,跨学科研究网络Sonnendecker解释了他的计划:“专家Jorg Matysik一起,我们想使用新开发方法的核磁共振光谱学调查聚合物基质酶的绑定。这将比以往任何时候都拉近我们的实验蛋白质塑料的真正过程交互。“工作已经开始的第三代酶,延长人类理性的设计包括机器使用人工智能预测。”为此,我们全新的筛查方法处理,如所谓的阻抗光谱学平台最近开发的罗尼弗兰克,AI提要高质量的训练数据,“Sonnendecker解释道。

然而,早期的职业生涯分析化学研究所的研究员在莱比锡大学看到未来主要在生物塑料,这是基于使用可再生原料代替石油的,也从一开始就更容易生物降解。一个公司被设置为使他的愿景成为现实。“在中期内,我们正在建立一个技术替代fossil-dominated塑料工业,创造人造二氧化碳储存、“Sonnendecker说,他看到了一个“绿色未来”,以植物性原料。

参考:赵Falkenstein P, Z, Di Pede-Mattatelli, et al .绑定模式和酶聚对苯二甲酸乙二醇酯降解的分子机制。ACS Catal。2023:6919 - 6933。doi:10.1021 / acscatal.3c00259

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