2022年07月18日 16:56 麻省理工科技评论
“这项研究具有重大意义，它利用令人振奋的创新方法，开发出新的技术手段来应对全球塑料废弃物污染危机。该工作专注于降解 PET 塑料废弃物（占全球 12% 的垃圾废料），并使用深度学习来设计和改造 PET 塑料解聚酶。
作者证明此研究中的工程改造酶不仅比其他 PET 解聚酶，有着更高的 PET 解聚效率，而且能在范围更广的条件下保持活性。”对于美国得克萨斯州大学奥斯丁分校化学工程系博士后卢泓远发在 Nature 的新论文，一位审核稿人这样表示。
研究中，该团队结合酶工程技术和人工智能，改造出一系列 PET（Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二酯）塑料解聚酶，借此开发出一种能对常见 PET 塑料废弃物、进行高效且完全降解的解聚酶。
其中的最优突变体 FAST-PETase 的 PET 解聚能力，优于现今其他种类的 PET 解聚酶及其改造变体，包括法国 Carbioses 公司改造的嗜热角质酶（LCC，leaf-branch compost cutinase）的变体-ICCM。
据介绍，FAST-PETase 能在相对低温（30-50°C）的反应条件下，展现出优异的 PET 解聚能力，针对 51 种低结晶度的 PET 产品包装、预处理过的高结晶度 PET 塑料瓶、以及化纤织物等，均能直接产生快速高效的解聚效果。
而且，FAST-PETase 的最适反应温度只有 50℃，如在工业中利用它来开发酶介导的降解回收工艺，能大大降低塑料解聚过程中的能源消耗。
其所带来的回收成本也很低，当塑料垃圾的成分比较复杂时，其中的非 PET 成分残留物不会融化形成凝胶。因此，相比使用皂化工艺产生的溶液，酶介导解聚后的 PET 单体溶液，更容易被过滤和回收利用。
另一方面，FAST-PETase 在环境温度以及中性 pH 条件下，比其他 PET 水解酶的 PET 解聚效率高，展现了其和微生物生长条件良好的适配性。相比其他 PET 水解酶，在开发塑料垃圾的生物修复技术上，FAST-PETase 更具潜力。
在具体应用上，借助 FAST-PETase 开发出酶介导的降解回收工艺，有望让 PET 塑料废弃物实现工业化规模的降解回收。
还有两位审稿人分别评价称：“该工作的创新性在于作者开发了能大大提高 PET 塑料解聚速度的工程改造酶。这款酶能完全降解掉 PET，（它的研制成功）是开发酶介导的 PET 塑料废弃物回收工艺的重要一步。”“他们利用机器学习提高了一系列 PET 水解酶的活性，筛选出关键的突变位点、并证明了改变这些位点的氨基酸，能提升这些酶的催化性能。”
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