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湖大團隊找到降解本事超強的角質酶塑料里的分子長鏈像一根蔥，角質酶則像一把小鍘刀，蔥放進刀口，三下兩下就切段切末。日前，湖北大學生命科學學院省部共建生物催化與酶工程國家重點實驗室和湖北洪山實驗室郭瑞庭教授團隊發布最新研究成果，他們發現一種稱為“角質酶”的生物酶能高效降解農用地膜、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數月之久，而且光照反應還會生成有害物質，但通過角質酶來降解，只需要48小時，且不會生成任何新的物質。”日前，記者采訪了該論文的共同第一作者、湖北大學楊鈺副教授，他介紹說。
將一塊1厘米×1厘米的塑料地膜放入盛滿角質酶液體的玻璃量杯中，4小時后，整塊塑料膜就變成幾份大碎片，邊緣也參差不齊；12小時后，塑料膜如絮狀，液體如蛋花湯；48小時，液體重新澄清，塑料膜完全不見。楊鈺表示，PBAT具有規則的晶體分子結構，鏈條很長，聚合物纖維排列非常緊密，是一塊難啃的“骨頭”，而角質酶兩天就干了大自然半年的事兒，其高效就高效在切得準，“刀口”齊。
角質酶（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蛋白。“比如西紅柿的表面就有一層像蠟的角質，防止蟲子的叮咬，而角質酶能消化這層角質。”楊鈺說。郭瑞庭教授團隊的研究則將角質酶首次應用到了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、機制溯源，歷史搞清楚了，背景也弄明白了。”
PBAT降解過程中，產成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，角質酶降解PBAT，將產物變為原料，實現了對苯二甲酸的再利用。“角質酶將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過程，不會產生有害有毒物質，也沒有生成新的東西，是一個純粹的可持續循環利用的過程。”
記者：任文通訊員：向正鵬
責編：一冰
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