全球每年生产4亿吨塑料制品，其中一半是一次性物品，一年内被丢弃。特别是不可生物降解的塑料垃圾，它们需要500多年才能自然分解，大部分都是通过垃圾填埋场处理的。在这个过程中，微塑料形成，破坏生态系统或在生物体中积累，增加了它们的有害影响。随着世界各地的垃圾填埋场达到饱和，解决这一问题变得越来越紧迫。
韩国科学技术研究院(KIST)清洁能源研究中心的安正浩博士研究组开发出了利用微生物产生的酶生物降解聚乙烯的技术。
聚乙烯占每年塑料产量的35%，广泛用于各种用途，包括包装材料和塑料袋。与其他不可生物降解的塑料一样，聚乙烯通常被丢弃在海洋或土壤中，在那里它会因空气和阳光而不断氧化。
一个研究小组首次成功地发现了一种能够分解这种氧化聚乙烯的酶。研究结果发表在《生物资源技术》杂志上。
研究小组专注于脂肪酶，一种分解天然聚合物脂质的酶，它的化学结构与聚乙烯相似。随后，他们开发了一种基于合成生物学的脂肪酶纯化和生产工艺，并成功发现了发酵Pelosinus fermentans脂肪酶1 (PFL1)。
由厌氧细菌发酵Pelosinus fermentans提取的脂肪酶作用于聚乙烯时，聚乙烯的质量-平均分子量下降44.6%，数量-平均分子量下降11.3%，表明聚乙烯的生物降解程度。此外，通过电子显微镜，他们观察到降解聚乙烯表面的撕裂和裂缝，证实了酶引起的生物降解过程。
研究小组还利用计算机模拟分析了PFL1与聚乙烯之间的相互作用，首次阐明了PFL1的生物降解机制。他们观察到PFL1酶与聚乙烯表面紧密结合，然后将其分解成小段。
这些发现将有助于提高PFL1酶的性能，并有助于寻找新的塑料生物降解酶。
目前的塑料垃圾处理方法，如焚烧和化学降解，在分解过程中会产生有毒物质，并且需要昂贵的催化剂。
然而，PFL1酶可以利用可再生资源大规模生产，并且该过程不会产生有毒物质，使其成为一种环保技术。此外，在生物降解过程中产生的醇和羧酸可用于塑料再合成或生产化学材料。
安教授表示:“新发现的酶显示了生物降解以前难以处理的不可降解塑料垃圾的可能性。我们的目标是将这项技术商业化，以解决垃圾填埋场饱和问题，实现塑料的可持续循环经济。”
