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新型酶顛覆塑料生產(chǎn):糖可制成環(huán)保型玻璃

2008-11-17 來源:環(huán)球科學

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    在將來,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)——普名丙烯酸玻璃——可從天然原料如糖類、醇類或不飽和脂肪酸中提取。與過去化學生產(chǎn)過程相比,生物技術生產(chǎn)過程更為環(huán)保。      

    聚甲基丙烯酸甲酯是聚合生產(chǎn)的甲基丙烯酸甲酯( MMA ) 。杜伊斯堡埃森大學和亥姆霍茲環(huán)境研究中心的科學家在一個菌株里已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一種酶,在生物技術生產(chǎn)過程中,可作為甲基丙烯酸甲酯的先期形式。 

    梭羅-若沃德博士因其發(fā)現(xiàn)已被提名為歐洲Evonik科研獎三名候選人之一。阿倫德-厄特克爾博士,德國科學捐助者協(xié)會主席,負責監(jiān)督本次提名。本次獎項的目標是為鼓勵年輕的研究人員勇于從實驗室研究轉(zhuǎn)向到商業(yè)用途研究。2008年Evonik科研獎主題是“白色生物技術”(工業(yè)生物技術)。價值100000歐元的科學對商業(yè)推動獎于11月12日在柏林頒發(fā)給英國倫敦大學學院的保爾?戴爾比博士,其將酶結(jié)合并定制新用途的方法獲得了裁判團的一致肯定。 
     

    由梭羅-若沃德博士與羅蘭-米勒博士新發(fā)現(xiàn)的酶,即2 -羥基異丁酸CoA水解酶,能分解線性C4碳結(jié)構(gòu)。它的化合物即為甲基丙烯酸甲酯(MMA)前身。原化合物當然包括石化工業(yè)的中間產(chǎn)品。具有革命性的是,當這種酶與某種微生物的新陳代謝融為一體時,可以轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品需要的糖份或其他天然化合物。到現(xiàn)在為止,能產(chǎn)生2 -羥基異丁酸CoA水解酶的方法是使用石化原料進行純化學生產(chǎn)。 

    目前,大部分國家的化學工業(yè)都在尋求合適的生物生產(chǎn)技術以便在將來可更新原料也可以用于合成甲基丙烯酸甲酯。這種水解酶提供了解決方案:一種酶在分子內(nèi)部從一個位置轉(zhuǎn)移到另一個位置。微生物環(huán)境研究中心的梭羅?若沃德博士后與他的導師羅蘭?米勒博士在探索如何分解污染物甲基叔丁基醚(MTBE)時發(fā)現(xiàn)了酶的一種新的單獨菌株。 

    裁判團將其獲獎原因歸結(jié)為這項研究對工業(yè)的重要性。就中期和長期而言,現(xiàn)今對MMA的需求其中有高達百分之十能用可行的生物技術進行生產(chǎn)。世界市場產(chǎn)量超過300萬噸,價值4億歐元。4年左右就可建立正常運作的細菌系統(tǒng)生產(chǎn)技術或試驗廠。10年左右,一個年銷售額150至400億歐元的生產(chǎn)技術便可成形。 

    聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一種自1928年至今天都在大量生產(chǎn)的合成塑料。聚甲基丙烯酸甲酯口語中通常被稱為丙烯酸玻璃,因為它主要是用作玻璃防碎減重的替代品,例如用于護目鏡或車燈中。聚甲基丙烯酸甲酯有許多應用,包括安假肢、涂料和膠粘劑。它另有兩個品牌名稱:“Plexiglas” ( Evonik工業(yè)集團 )和“Altuglas” (Plexiglas是阿科瑪公司在北美和拉丁美洲對丙烯酸片注冊的商標,Altuglas則為其在世界其它國家的注冊商標。) 

    在東德,這一塑料的名稱包括“ O型玻璃”(即“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系玻璃” )或“ Piacryl ”(以東德老生產(chǎn)商的名字命名)。塑料屬易碎品,但非常耐紫外光,能抗風化。其高透明性和輕便性使其在一定程度上取代了傳統(tǒng)的玻璃。早在1970年,它便被用于慕尼黑奧林匹克體育場的屋頂。相關人士預測,未來對丙烯酸玻璃例如光電裝置的需求將更大。
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