第三百九十八章 超級酶問世(1/2)
「天啊,龍哥我太崇拜你了,怪不得他們都叫你問題殺手,你實在是太牛逼了!」
威廉士坐在電子顯微鏡前,眼睛一眨不眨地盯著培養皿,口中發出陣陣驚嘆。
聞人龍穿著簡單的實驗服,站在一旁,露出得意的笑容。
「改進後的超級酶在實驗中表現怎麼樣?」
威廉士點頭如搗蒜,眼睛卻捨不得從鏡頭前挪開哪怕一秒鐘,口中喋喋不休道。
「非常棒,原本的三種酶都是單體酶,只擁有單一的功能,效率也不高,經過我們的改進強化後,每一種酶的降解速度提高了20倍,這已經很不錯了。」
「我們觀察了三種酶的3D分子結構,利用觀察結果設計出了三種酶之間的連接,然後簡單地將三種改造後的酶結合在一起,沒想到竟然會產生如此劇烈的反應。」
「這種設計特殊的連接,將三種酶結合在一起,產生了一種『超級酶』,能夠將塑料的降解速度提高數百倍。」
「原本要花上一周時間才能降解的塑料,現在只需要不到一個小時,就能徹底分解為塑料單體,簡直就是太神奇了。」
「就好像把CPU,內存和硬碟通過主板連接到了一起,組成了一台超級電腦一樣。」
「這樣的多酶複合體,正是我想要的『超級酶』!」
他說完這一番話,就被聞人龍一把從顯微鏡前面拉開。
聞人龍眼睛湊到鏡頭前,盯著培養皿看了好一會,才感嘆著說道。
「這是大自然的奇蹟,更是人類造物的奇蹟。」
威廉士呵呵一笑道:「培養皿裡面只是對微塑料顆粒的降解,效果雖然驚人,但還需要更深入和詳盡的實驗來證實。」
「接下來我要使用超級酶去降解各種未經處理的塑料製品,比如塑料容器,塑膠袋,聚酯纖維和織物等等,記錄下超級酶降解不同塑料製品的有效性和效率。」
聞人龍點了點頭,轉身就走:「剩下的都是你的事了,我的工作已經完成,有問題隨時叫我。」
接下來的實驗很順利,威廉士帶著組員嘗試了60餘種塑料製品,幾乎囊括了所有常見的塑料品種。
他們將塑料製品泡在水中,加入超級酶以後,這些塑料肉眼可見地開始消融。
6小時後,塑料製品上開始出現一個個手指粗的孔洞。
12小時後,塑料製品已經失去了原本的形狀,就像一塊裂開的破布,被分解成了一塊又一塊的碎片。
18小時後,塑料製品大部分都變成了肉眼不可見的微塑料,只有一些比較堅硬的部位還維持著絮狀物的形態。
24小時後,顯微鏡下,微塑料也消失不見了。
實驗表明,所有塑料都在2-3天內徹底降解,最迅速的僅在4個小時內就降解完畢。
這一結果震驚了實驗室里的每個人。
就連威廉士,也沒有想到效果會這麼驚艷。
每個人都為這一成果而歡呼不已。
毫無疑問,有了超級酶,企業能夠實現在分子水平上循環,再利用塑料,從而減少對環境的不利影響。
這一最先進的塑料回收技術,不僅會讓塑料製造和廢棄物處理行業迎來劇變,也能使其他行業看到無盡的可能性。
不過,僅僅在實驗室里獲得超級酶,還遠遠不夠。
為了全球數十億噸塑料垃圾能儘快消失,威廉士的團隊還有另一件事要做。
那就是改造一種基因工程菌,對超級酶進行大規模工業化生產。
像超級酶這種具有高度催化效能的蛋白質大分子,都是由活細胞產生的。
雖然也可以通過化學合成,但那樣的話成本太高,一般不會採用這種方法。
常見的方法就是通過微生物的發酵來生產酶。
廉價,高產,穩定而有效。
但這種辦法對於產酶微生物也有相當高的要求,很難同時滿足,所以都需要經過基因工程改造。
必須屬於非致病菌,安全可靠,無毒,同時發酵周期短,產酶量高,不容易變異或退化,最好還是能產生胞外酶的菌種,方便分離純化。
所以威廉士從污水中提取的吞噬塑料細菌,哪怕改良以後,也很難符合要求。
要想大量工業化生產,他必須使用常用的基因工程酶。
這樣才能足夠廉價,成本夠低,在已有生產條件下大規模製造。
「大腸桿菌,芽孢桿菌之類,工業上常用於製造各種酶製劑,有機酸,胺基酸等。可以考慮。」
「放線菌很常用,但主要用來生產多種抗生素,不適合超級酶這種酶製劑。排除!」
「酵母菌則主要用在食用,藥用和飼料領域的酶製劑生產。排除!」
「至於最後一種黴菌,它們也同樣廣泛用於生產酶製劑。可以作為候選。」
「還是從最常見的桿菌類基因工程酶開始改造吧。」
威廉士沉吟不語,考慮再三後,他盯上了大腸桿菌和芽孢桿菌。
大腸桿菌是一種常見腸胃道細菌,跟人類相愛相殺共生多年,但它的作用不止於此。
它是科學家青睞有加的模型生物,屢立奇功,有「實驗室之星」之譽,是六屆諾貝爾獎課題的主角,為奠定遺傳學的科學地位做出過突出貢獻。
但它最大的傳奇始於人造胰島素,並在蓬勃發展的基因工程技術中大放異彩。
以前的人類只能從牛和豬的胰腺中提取胰島素,治療糖尿病患者,但是產量非常少。
一頭牛的產量還不夠一個病人每天的使用分量,這種原始的方法很明顯落伍了,於是科學家們盯上了大腸桿菌這一小可愛。
胰島素是一種蛋白質大分子激素,都是從活細胞中產生,憑什麼人和牛能生產,細菌就不能生產?
於是科學家把人的胰島素基因和大腸桿菌的DNA相結合,人胰島素基因在大腸桿菌的細胞里指揮著大腸桿菌生產出了人胰島素。
隨著它的繁殖,胰島素基因也一代代的傳了下去,後代的大腸桿菌也能生產胰島素。
這種帶上了人工給予的新遺傳性狀的細菌,被稱為基因工程菌。
人們把帶有人的胰島素基因的基因工程菌放到大型的發酵罐里,給它提供合適的條件和營養物質,進行人工培養,可以大量繁殖,生產出大量的人胰島素。
就這樣,大腸桿菌成為了生產胰島素的活工廠。
馬上,這位任勞任怨,任人揉搓的小可愛,又將成為生產超級酶的活工廠。
威廉士先從原本的吞噬塑料細菌中,提取出降解塑料的相關基因。
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