AI辅助工程改造塑料裂解酶，中可高效裂解51种常见PET产品

次官能使用产品线，如乳制品聚苯乙烯盒、饮用水瓶等。现阶段，已有 19 种各有不同的水解肽被；不现拥有可以长丝 PET 的灵活性。

（来源：Nature）

然而，这些纯净肽、或其二期工程大修则有，极少须要在非常高的质子化密度下，才能展现借助于较为相对来说是的 PET 长丝特官能。

这大幅限制了水解肽的应用领域：一方面，相对于冷却的质子化必要条件，时会增加聚苯乙烯长丝步骤中的的能源消耗，造成了运营运输成本偏高；另一方面，冷却质子化必要条件与绝极少数微人类底盘只能适配器。而且在室温下，这些肽只能激；不相对来说是的 PET 长丝作用，因此它们能够用于高效率进；不处理事件周边环境聚苯乙烯废料的人类修整高效率。

而此次研究科技成果显然了这一值得注意。近日，就其文章以《数据处理常规二期工程大修 PET 长丝肽》（Machine learning-aided engineering of hydrolases for PET depolymerization）主旨；不表文章在 Nature 上，卢泓远兼第一译者，得克萨斯国立大学奥斯汀分校 McKetta 器物理学化学二期工程学系任教哈尔·阿尔珀（Hal S. Alper）兼通讯设备译者。

▲图 | 就其文章（来源：Nature）

其他曾和专家也高度评价该研究科技成果。American伦斯勒伯克利任教迈克尔·格罗斯（Richard Gross）评价说是，该的设计团队在 50℃ 的质子化必要条件下，高效率进；不借助于了世上上最好的 PET 长丝肽。

“我们进的口头禅显现了”

研究科技成果步骤中的，卢泓远先是建立了 PET 长丝肽的六边形外表达系统、以及肽和 PET 官能团的各种连续性方法有。

然后，他和同事借助于数据处理先为测基因突变，借此重构并连续性表型，并从基因突变库中的挑选借助于坏处基因突变，将坏处基因突变组装到各有不同的肽支架上，进而挑选借助于拟合表型。

接下来，针对挑选借助于的拟合表型、对于现实生活习惯中的各种 PET 产品线的长丝特官能，课题组再次做了解析，并和其他水解肽的交联效率再次做了对比。此外，他们还借助于肽长丝 PET 相结合器物理学化学聚合方法有，意味着了 PET 的的单多余。

之后，该的设计团队通过解析拟合表型的三维晶体构件，阐明其构件功能关联。并引入拟合表型的坏处基因突变到其词源肽中的，使这些基因突变后的词源肽的 PET 交联灵活性也再一提高。

其中的，在挑选借助于拟合表型后，课题组同意验证它对生活习惯中的 PET 产品线的交联特官能。为了整理市面上相似的 PET 产品线包装，卢泓远去 Costco、沃尔玛、HEB 等快餐店同步进行大库存。

他说是：“这部分是项目中的最有意思的一环，从没就让过去快餐店‘血拼’也时会视作科研的一部分。整理的产品线中的有各种乳制品、汽水、生物技术产品线、办公用品、兄弟姐妹用品、美容用品（我毕竟毕竟的），冰雪奇缘爱莎和安娜的聚苯乙烯包装（我女儿的）。由于这些都是只能外加的，老师也把他全家人中用的 PET 产品线包装都整理了出去给我再次做实验。”

所以，之后研究科技成果中的所使用的 51 种 PET 产品线包装，却是就是卢泓远和老师两个兄弟姐妹日常时会中用的 PET 产品线包装。并且，除对这些 PET 产品线的理化属官能再次做了完整连续性，他们还对每一样产品线都同步进行了拍到，力争再次做图文并茂。可惜最终学术刊器物那边由于担心登载这些产品线的图片时会引；不版权缺陷，就要求译者“忍痛割爱”了。

另已为，此次文章年所于 2021 年 10 月 10 日，课题组在 bioRxiv 提交了先为活字。Nature Catalysis 的一位资深副主编从未见过之后，主动；不来电子邮件接纳该指导：“我刚刚阅读了您的先为活字文章。我确实很喜欢这篇借助于色的文章。致谢你们顺利完成这一优秀的指导。”

当文章被 bioRxiv 作为先为活字；不表文章后，该的设计团队也同时把它投到了学术刊器物。因为之前见过有些文章的先为活字下面，时会有盛赞的部落格。卢泓远说是：“老师进完今晚说是我们一定时会去假装是某某权威学术刊器物的副主编，在我们的先为活字下给自己部落格，说是‘你们的指导毕竟借助于色了，来投我们的学术刊器物吧。’我们哄堂大今晚，就让不到老师也懂‘’补救方案（当然肯定不时会这样再次做）。可令我们难以捉摸的是，整整后确实有个权威学术刊器物的资深副主编在从未见过先为活字后，主动给我们；不来电子邮件接纳我们的指导。”

最终文章稍晚 Nature 上，这固然令人十分进心。但是，卢泓远说是：“来得令我们有成就感的是在文章；不表文章后，我们寄借助于了一些非科研人员的寄去、以及小孩的画像来点赞感谢我们的指导，接纳我们的指导对补救聚苯乙烯污染缺陷的本质。我就让，从未什么比这些天真真挚的这封画像，来得能期许我们再次研究科技成果了。”

基于此次科技成果，他们将高效率进；不能来得高效异源表达 FAST-PETase 的二期工程酵母种，从而提高聚苯乙烯交联肽的整体生产运输成本，以满足工业生产化应用领域的低运输成本供给。

（来源：Nature）

同时，该的设计团队也在高效率进；不能将 PET 交联有机体、转视作高附加值产品线的二期工程酵母种，以意味着“变废为宝”即高值化人类转成聚苯乙烯交联器物。另一方面，其也将作出贡献借助于 FAST-PETase 高效率进；不处理事件周边环境聚苯乙烯废料的人类修整高效率。

据介绍，卢泓远是广东珠海市人。本科毕业于American纽约国立大学，中学毕业器物理学化学与人类二期工程专业课程。他说是：“我首次接触分子可人类实验是在大三，以前我作为本科生研究科技成果副总监，在学校一个蛋白质二期工程实验室再次做实验。在那儿我学时会了基本的分子可克隆高效率、以及模式酵母的培植操作。也是早先，我对微人类和肽激；不了浓重的浓厚兴趣。”

便，他到香港城市国立大学读博，前夕研究科技成果微人类激；不器物液氧。其透露：“那时我主要用微人类转合成橡胶维素为人类液氧，引入孕育培植概念，建立了三组以纤维素为唯一碳源，高效产借助于冷却剂和甲烷的孕育酵母基本概念；并在心理和分子可多方面上探究了基本概念中的酵母间的共赢孕育关联与适配器系统，为大幅度探究培植借助于来机理，阐明培植借助于来微人类错综复杂的生态学关联打下基础了一定的基础。”

耶鲁大学毕业后，卢泓恰好美国哈佛国立大学进始博后研究科技成果。以前，他高效率进；不借助于一种分泌酪氨酸型的双发光高通量挑选方法有，并运用该方法有定向进化了一种氧化还原肽，大幅度大幅度提高了其催化效率，为大修多种工业生产肽缺少了全一新补救方案。

顺利完成美国哈佛国立大学博后研究科技成果后，他来到得克萨斯国立大学奥斯汀分校进启时至今日的博后研究科技成果，前夕主要探险聚苯乙烯的清洁剂。

他说是：“除了上述提到的已顺利完成的、借助于计算机科学高效率大修 PET 聚苯乙烯交联肽的指导，现阶段我正在研究科技成果其他量大面广的聚苯乙烯（如聚酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等）的清洁剂高效率。同时，先为计我将在明年（2023 年）回国。”

参考：

1.Lu，H.，Diaz，D.J.，Czarnecki，N.J. et al. Machine learning-aided engineering of hydrolases for PET depolymerization. Nature 604，662–667（2022）.

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