海洋细菌吞噬塑料污染

一种可以降解常见聚合物聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的细菌可能会改进回收这种聚合物的方法，而这种聚合物在海洋环境中的自然生物降解程度有限。这种细菌的潜力及其分解 PBS 的酶分子是由北海道大学的研究人员与日本三菱化学集团的同事合作发现的。该团队在《环境微生物学》杂志上发表了他们的研究结果。

PBS 通常被认为是一种环保聚合物，因为它在丢弃在陆地上并暴露在大气中时具有生物降解性。这导致自 20 世纪 90 年代初以来，其在工业塑料中的使用不断增加，包括地膜、可堆肥袋和餐饮包装。但许多废弃塑料最终会进入大海，不幸的是 PBS 在这种环境中不能很好地生物降解。

北海道大学学院研究团队负责人 Tomoo Sawabe 表示：“海洋中的塑料污染是一个全球性问题，我们需要通过对环境中塑料行为的新认识以及应对污染的新技术来解决这个问题。”渔业科学系。

由于之前只发现了少数能够生物降解 PBS 的海洋微生物，Sawabe 和他的同事开始尝试寻找其他活性更好的微生物。

他们研究了从日本附近的天然海水中收集的微生物对 PBS 的影响，从而识别出了几种可以降解 PBS 的海洋细菌。他们还鉴定出了一种名为Vibrio ruber的特定细菌菌株中负责降解PBS 的酶。他们将这种酶命名为 PBSase。

然后，他们更进一步，使用分子生物学技术将 PBSase 基因插入常见细菌大肠杆菌中，并对其进行培养以产生高度纯化的酶样本以供进一步研究。

“在分子水平上阐明海水中的降解机制可能会导致新型海洋可生物降解聚合物的开发，”泽部在三菱化学集团三菱化学公司的合作者Yasuhito Yamamoto说。“这种酶可以用作分解加速剂或催化剂，用于收集废塑料的化学回收。”

纯化酶的可用性也使研究人员能够检查其结构，模拟表明它与已知可降解另一种常见聚合物：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的另一种酶密切相关。

“通过探索酶在降解其他聚合物(如 PET)方面的活性，我们希望我们的工作能够为塑料回收技术的进步做出更广泛的贡献，”Sawabe 总结道。

这项研究是解决可生物降解聚合物技术由于其在陆地和海洋中不同的生物降解性而造成的复杂性的更广泛努力的一部分。通过更多地了解不同环境中生物降解性的控制因素，科学家们有望开发出最适合其使用环境以及使用后可能出现的环境的聚合物。

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