研究人员通过设计细菌来生产塑料

快速阅读: 《Ars Technica》消息，研究显示，细菌进化出了消化塑料的能力。通过基因工程改造细菌，使其以葡萄糖生产有用聚合物取得进展。专注于细菌生产聚羟基烷酸酯的机制，发现其对聚合物内分子种类不挑剔，目前已知超150种小分子被整合进去，关键酶只关注分子能否形成酯键及与辅酶A结合。

塑料很棒，但其制造和处理过程中存在不少问题。生产通常需要利用从化石燃料中提取的化学物质，这进一步加剧了我们对化石资源的依赖。而最终产品大多不可生物降解，即使分解为更小的碎片，它们依然会在环境中长期留存。然而，生物学或许能提供解决之道。研究人员已发现一些细菌，这些细菌进化出了消化特定塑料的能力。随着我们对蛋白质设计能力的提升，已经能够制造出新酶来分解塑料。本周，在这一领域的另一项突破取得了进展，韩国的一个研究团队描述了他们如何通过基因工程技术改造了一种细菌菌株，这种菌株能以葡萄糖为唯一能源生产有用的聚合物。

处理碳过剩问题的研究人员聚焦于细菌细胞用于生产聚羟基烷酸酯（PHAs）的系统。当细菌细胞处于碳源丰富且能量充足，但缺乏其他关键生长和分裂所需营养素的情况下，就会生成这些化学物质。在这种情况下，细胞会将含有少量碳的小分子连接起来，形成较大的聚合物。当营养条件改善时，细胞可简单地分解该聚合物并利用其中包含的单个小分子。这一系统的显著特点是它对聚合物中所连结分子的身份并不挑剔。截至目前，已发现超过150种不同小分子被整合进PHAs中。看来，负责合成聚合物的酶——PHA合酶，仅关注两个方面：分子是否能形成酯键（PHAs属于聚酯类），以及它能否与细胞生化过程中的常用中间体分子——辅酶A相结合。

处理碳过剩问题的研究人员专注于细菌细胞用来生产聚羟基烷酸酯（聚酯类化合物）的机制。在细菌细胞拥有充裕碳源和能量供应，但缺乏其他关键生长和分裂所需营养素的情况下，这些化学物质便开始形成。在这种环境下，细胞会将含有少量碳的小分子连接起来，构建出一个更大的聚合物。当营养状况好转时，细胞能够轻易分解这一聚合物，并从中提取单个小分子加以利用。这一机制的一大亮点是它对聚合物内所含分子种类并不挑剔。目前，已发现超过150种不同的小分子被整合进聚羟基烷酸酯中。研究表明，负责聚合物合成的关键酶——PHA合酶，只关心两个因素：分子能否形成酯键（聚羟基烷酸酯属于聚酯类），以及它是否能与细胞生化过程中的常用中间体分子——辅酶A相结合。

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