2021年新年伊始，升级版“限塑令”实施，一系列环保措施如火如荼地进行：

纸质吸管取代塑料吸管，环保餐具取代普通塑料餐具，可降解塑料袋取代一次性塑料袋……

环保一直是近年来，社会可持续发展前提下永恒不变的主题，科学家们于这方面的研究也在与时俱进。

塑料工业环境下产生的大量塑料垃圾极易对环境造成严重危害，此前，塑料垃圾的处理方法往往是填埋、焚烧等，而这种常规的处理方式并不能从源头上解决“白色污染”问题。

如今，中国科学院微生物研究所研究员吴边团队提出一种新策略，通过计算机蛋白质策略对温和条件下塑料生物降解的PETase进行计算重新设计，该研究为拓宽生物降解塑料的应用场景提供了新思路。相关研究成果发表在ACS Catalysis上，并被选为当期封面文章。

对于塑料的思考和担忧，早在2004年，英国普利茅斯大学教授Richard C.Thompson等人就提出“微塑料”的概念——这种“海洋中的PM2.5”无处不在——不可降解的微小塑料碎片（~20 μm）几乎侵占人们的生活，从人类“生产”的塑料垃圾中来，散布至土壤和海洋，后又回到生态圈和食物链去，被包括人在内的生物摄入，陷入一个自“产”自“消”的大循环里。2016年，日本京都工艺纤维大学Kohei Oda团队报道了首个在30°C下可有效降解低结晶度PET塑料的IsPETase降解酶，但其稳定性却不尽如人意，无法满足实际应用的需求。

此次，中科院团队提出的新型蛋白质稳定性计算设计策略（greedy accumulated strategy for protein engineering, GRAPE）为废水中微塑料的处理提供了新思路。科研人员设计了一个计算策略（贪婪积累的蛋白质工程策略），基于计算机蛋白质设计对IsPETase进行稳定性改造，获得了鲁棒性显着增强的重设计酶。

研究表明，系统聚类分析与计算派生库中有益突变的贪婪积累相结合，使突变体 DuraPETase 得以重新设计，得到明显的熔融温度，该温度急剧上升 31 °C。在温和条件下，半晶碱聚（乙烯二乙酰胺）（PET） 薄膜（30%） 的降解显着增强（超过300倍）。还可以在温和条件下，使2g/L微塑料完全生物降解为水溶性产品，为引导不可回收的PET废物的生物降解，以及将产生的单体进一步转化为高价值分子创造了机会。晶体结构揭示了个体突变与设计模型的匹配。同时，在积累过程中，可以捕获协同效应，同时缓解表观相互作用。

该研究实现了2g/L微塑料在温和条件下的完全降解，为我们拿它无可奈何的微塑料提供了新的处理思路，为计算机辅助蛋白质改造提供了新思路，为进一步了解和推进自然环境中的聚酯水解提供了有价值的工具，为酶性能的全球优化提供广泛性的适用策略。