由蠟蟲分解聚乙烯（PE） 2017 年， 西 班 牙 科 學 家 Federica Bertocchini 和同事發表了一篇突破性的研究論 文，內容提及蠟蟲Galleria mellonella分解聚乙 烯（polyethylene / PE）的能力 [2]。作為業餘的 養蜂人，Bertocchini 發現這種經常在蜂巢出沒， 以蜂蠟為食物的害蟲似乎能夠嚼穿 Bertocchini 用來收集並棄置牠們的膠袋。被這個現象深深吸 引的 Bertocchini 決定進行有系統的研究探索把 蠟蟲應用於降解塑膠廢料的可能性。 為了證明蠟蟲並不只是把膠袋嚼碎，研究人 員把從蠟蟲抽取的唾液塗抹在PE薄膜上，結果 大部分PE在僅僅數小時內就已被分解，程度可 比把塑膠曝露在環境中以月或年計的侵蝕作用 [1]。於是問題來了：蠟蟲唾液到底是怎樣破壞塑 膠中較強的碳-碳鍵呢？這個仍被研究中的機制 可以歸類為酶催化作用 [1]。PE是一種塑膠聚合 物，基本上是一條長鏈碳氫化合物（圖一）。要開 始 PE 的降解，氧要被引進聚合物長鏈中形成羰基 （C=O）。一般這被認為是瓶頸位的第一步是由 光和熱這些非生物因子負責，但在蠟蟲唾液發現 的兩種氧化酶亦能催化這重要的一步。此外，蠟 蟲的腸道菌群亦似乎有參與 PE 的分解，當中不動 桿菌（Acinetobacter）屬被認為是推動反應的 主要細菌 [3]。 由細菌分解聚對苯二甲酸乙二酯（PET） 約莫在Bertocchini作出突破性發現的同 時，日本的科學家亦發現了細菌分解另一種塑膠 的能力 [4]。這種被稱為Ideonella sakaiensis 的細菌能分解膠樽的主要成分 — 聚對苯二甲酸 乙二酯（polyethylene terephthalate / PET）。細菌會 製造兩種分別叫PET酶和MHET酶的消化酶分解聚合 物（圖二）；前者拆解PET結構中的酯鍵，把聚合物分解 成單（2- 羥乙基）對苯二甲酸（mono(2-hydroxyethyl) terephthalic acid / MHET）單體，後者續把MHET分解 成對苯二甲酸（TPA）和乙二醇（EG）。進一步的代謝作用 使細菌能使用這些化合物作能量和碳來源。 圖一 PE 的化學結構 然而要有效分解現實的塑膠廢料，這些酶的穩定性和 效率還需要大大提升 — 這正是科學家Hal Alper正著手 解決的問題 [5]。他的團隊利用人工智能在酶資料庫裡尋 找可以加速 PET分解的最佳突變組合，結果透過把五個突 變引入野生型 PET 酶，他們創造出的 FAST-PET 酶在一 週內就幾乎把未經處理的PET回收製品完全分解，而且 還能在 30 ° C 至 50 ° C 和多個 pH 值間運作。此外，科學 家亦成功利用連接肽把 PET 酶和 MHET 酶連接起來，合 二為一的「超級酶」降解 PET 的速度是使用單一 PET 酶 的六倍 [6, 7]。這些策略都有望加速PET廢料的降解，使 我們離解決現實塑膠廢料的問題邁進了一步。 更有趣地，愛丁堡的科學家亦作出了另一個「美味」的 突破 [8]。他們發現了把PET回收製品轉化成雲呢拿主要 成分香草醛（vanillin）的酶催化途徑。當 PET 塑膠被分解 成 TPA 和 EG 後，他們在降解產物中加入經基因改造的大 圖二 PET 的降解途徑
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