聚乙烯（PE）

生物降解指南

背景

随着电子商务的快速发展，快递数量逐年增加。新冠疫情期间，为了减少人员聚集，降低病毒传播风险，人们开始更多地使用互联网购买商品，这使得快递的收发量日趋庞大。年，中国有.6亿件包裹，产生超过万吨废纸和万吨废塑料。预计到年，快递包装材料消耗量将达到.05万吨，对环境造成巨大压力。

-年快递业务量及增速

快递企业为了保证货物在快递运输中的完整性和安全性，往往需要对货物进行包装。当包裹到达消费者手中，包装材料就变成了包装垃圾。其中，聚乙烯（PE）塑料在快递包装中应用最为广泛，PE产量约占塑料总产量的1/4。

但是，PE塑料回收利用的方式并不理想，会给我们带来严重的资源过度流失和环境污染。目前，PE的主要处理方式是焚烧和填埋，但这两种方式都导致了负面的环境后果，不仅会释放有害物质，还会占用大量土地资源。

生物降解指南

为解决PE带来的环境污染问题，中国药科大学CPU_CHINA团队决定借助大自然的力量，希望开发一种创新性的PE生物降解方法，并对其进行进一步的改造和优化，实现PE的绿色高效降解。

解决方案：聚乙烯降解剂

团队从CRISPR/dCas9系统和SpyCatcher/SpyTag系统中汲取灵感，构建了一种可绿色降解聚乙烯塑料的新型蛋白-核酸复合物。团队设计的新型蛋白-核酸复合物，通过两种独特的连接系统，将三种对聚乙烯降解分别具有贡献的蛋白质连接到了一起：锰过氧化物酶（MnP）能催化产生高氧化性三价锰离子，后者在聚乙烯表面引发自由基氧化反应，促成碳链的断裂，导致聚乙烯降解；芳基醇氧化酶（AAO）通过氧化特定的芳香醇为对应的醛类，为MnP持续提供必须的底物过氧化氢，延长MnP的作用时间；疏水蛋白1（HFB1）能够自发结合至疏水表面，拉近复合物与聚乙烯的空间距离，进而加速物质交换，增强MnP的降解作用。

MnP的催化循环

奖项

中国药科大学CPU_CHINA团队不仅在“生物+”国际青年科技作品展评大会获得金奖，随后在国际基因工程机器大赛（iGEM）中也荣获金奖。此外，团队还斩获BESTNEWBASICPART和BESTPARTCOLLECTION双单项奖提名。

目前生物降解材料尚处于产业发展前期阶段，未来，希望这个项目可以作为一种高效的PE处置方法，通过这个微小而精致的系统来照顾我们共享的环境，让世界变得更美好。