科学家开发新型人造蛋白质，或可解决塑料污染问题

西班牙巴塞罗那超级计算中心、催化和石油化学研究所与康普顿斯大学的研究团队联合开发了一种人造蛋白质，该蛋白质能够降解聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）微塑料和纳米塑料，并将其还原为基本成分，从而使它们能够被分解或回收。这项研究成果发表在《自然·催化》杂志上。

这种人造蛋白质使用了来自草莓海葵的防御蛋白，并通过计算方法设计后添加了新功能。研究人员将这项工作形象地描述为“像给一个人添加手臂”。这些“手臂”由3种氨基酸组成，起到剪刀的作用，能够切割小PET颗粒。它们被添加到来自海葵的蛋白质中，起到细胞钻的作用，打开毛孔并充当防御机制。

研究人员利用机器学习和超级计算机在蛋白质工程中预测粒子将在哪里结合，以及在哪里放置新氨基酸，以便发挥作用。由此产生的几何形状与可吞食PET的细菌Idionella sakaiensis的酶非常相似。

研究结果表明，这种新蛋白质能够在室温下高效降解PET微塑料和纳米塑料，其效率比目前市场上的酶高出5至10倍。此外，选择蛋白质的孔状结构是因为它允许水通过，并且可固定在类似于海水淡化厂使用的膜上。这将有助于以过滤器的形式降解那些看不到但很难消除且会被人体摄入的颗粒。

这种新蛋白质还设计了两种变体，具体取决于新氨基酸的放置位置。一种变体可更彻底地分解PET颗粒，适用于污水处理厂的降解；另一种变体可产生回收所需的初始成分，研究人员能根据需要进行净化或回收。