停止废物的螺旋

Dectris有助于清理海洋。这听起来很奇怪,因为Dectris是一家瑞士公司,可以制作X射线探测器。但是,这是解释最近研究结构并改善塑料降解酶活性的一种方法。尽管许多元素在这一成功中发挥了作用,但在钻石光源的Beamine I23上的特定于客户的Pilatus 12M-DLS检测器对于解决蛋白质的结构至关重要。

阿明·瓦格纳(Armin Wagner)在皮拉图斯(Pilatus)12m-dls检测器前

Pilatus 12M-DLS检测器前面的主要光束线科学家Armin Wagner(由Diamond Light Source提供)。图片来源:Dectris Ltd.

聚乙烯二苯二甲酸酯(PET)是世界上最丰富的塑料之一,由于其透明度,低重量,相对的化学惰性和对液体的不渗透性。它主要用于制造一次性瓶,其晶体形式可抗催化解聚,从而有效回收。它可以在环境中持续数十年甚至几个世纪。

尽管全球宠物回收率远低于50%,即使在德国,印度或瑞士等绿色国家,仍然存在一个问题:当宠物被回收时,生产塑料的劣等形式。回收瓶成为聚酯毛衣,因为无法保证无云的透明度。再生毛衣反过来变成地毯。它不是回收,而是致命的下降螺旋形。

发现PETASE

2015年发现了一种细菌,可以在PET上生长为其主要的碳和能源来源。催化宠物破碎化的分泌酶是其生活方式的关键。这种称为PETASE的酶将PET裂解至中间产物,第二个分泌的酶可以进一步变成PET合成,乙二醇和苯二甲酸的底物。如果可以在工业层面实施这种生物降解途径,则有效的宠物回收可能是可行的。这将有助于最大程度地减少宠物造成的污染,并浪费石油来制造更多的宠物。

Pilatus 12m-dls

Pilatus 12M-DLS定制用于钻石光源的光束线I23。图片来源:Dectris Ltd.

本地SAD是一种利用相关反射强度的微小变化的方法,用于解决PETASE的结构。钻石光源的光束线I23特别为此应用而构建。多亏了定制设计的Pilatus 12m-dls在真空中起作用的检测器可确保最精确的数据。

查看衍射图像,几乎没有背景。数据质量非常出色。

I23的主要光束线科学家Armin Wagner

最终以比1Å更好的分辨率收集数据。在这个细节的水平上,结构生物学的异常,可以以极高的精度确定单个原子之间的距离,并且可以置信地推导催化和底物结合的核心的化学反应。该酶的活跃场所的全面看法为研究人员提供了由约翰·麦基汉(John McGeehan)(朴次茅斯大学)领导的研究人员,包括巴西,美国和英国的合作伙伴,并有强烈的假设,即宠物水解的方式进行。有了这些信息,可以进行有针对性的功能更改,这就是研究团队接下来要做的。活性位点的两个轻微改变产生了一种酶,具有较大的宠物降解活性。

结论

目前,塑料废物是严重的生态挑战之一。尽管PET瓶看起来足够无辜,但它们会被阳光和机械压力粉碎,并可以进入食物链 - 对人类健康的不可估量的结果。生物技术可以解决这一挑战的解决方案。在工业上利用宠物将其分解为其组成部分可能会将当前的废物螺旋形状重塑为连续的回收环。

参考

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