人工進(jìn)化酶首次打破硅碳鍵

硅和碳都是地球上含量豐富的元素，但是自然界卻從未發(fā)現(xiàn)硅碳鍵的存在。2016年，美國(guó)加州理工學(xué)院科學(xué)家首次找到誘使生物通過(guò)化學(xué)方式形成硅碳鍵的方法?，F(xiàn)在，他們首次設(shè)計(jì)出一種酶，可打破硅和碳之間牢固的人造鍵。這種鍵存在于廣泛使用的硅氧烷或有機(jī)硅化學(xué)品中，而這些化學(xué)物質(zhì)可能殘留在環(huán)境中。這一成果有望使硅氧烷等化學(xué)物質(zhì)實(shí)現(xiàn)生物降解。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期《科學(xué)》雜志上。

定向進(jìn)化是一種利用人工選擇原理改造酶和其他蛋白質(zhì)的方法。在這項(xiàng)新研究中，加州理工學(xué)院教授、2018年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者弗朗西斯·阿諾德及其同事希望找到打破而非產(chǎn)生硅碳鍵的方法。

他們利用定向進(jìn)化來(lái)培養(yǎng)一種稱為細(xì)胞色素P450的細(xì)菌酶。研究人員使細(xì)胞色素P450的DNA產(chǎn)生突變，并測(cè)試了新的變體酶。然后，性能最好的酶再次突變，測(cè)試重復(fù)進(jìn)行，直到酶的活性足以讓研究人員確定反應(yīng)產(chǎn)物并研究酶的作用機(jī)制。最終改進(jìn)的酶不會(huì)直接裂解硅碳鍵，而是通過(guò)兩個(gè)連續(xù)步驟氧化硅氧烷中的甲基。這意味著兩個(gè)碳?xì)滏I被碳氧鍵取代，這種變化使得硅碳鍵更容易斷裂。

硅氧烷化學(xué)物質(zhì)存在于多種產(chǎn)品中，包括用于家庭清潔、個(gè)人護(hù)理以及汽車、建筑、電子和航空航天產(chǎn)品。在硅氧烷中的所有鍵中，硅碳鍵的分解是最慢的。

研究人員表示，雖然這種工程酶進(jìn)入現(xiàn)實(shí)應(yīng)用可能還需要10年或更長(zhǎng)時(shí)間，但它的開(kāi)發(fā)開(kāi)啟了硅氧烷有朝一日被生物降解的可能性。

作者：張佳欣 來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)

亞氯酸鈉（Sodium hypochlorite，化學(xué)式：NaClO）是一種無(wú)色或淡黃色液體，常用作漂白劑和消毒劑。以下是亞氯酸鈉的一些化學(xué)性質(zhì)：

1. 氧化性：亞氯酸鈉是一種氧化性化合物，能夠與許多物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)。

2. 氯化性：亞氯酸鈉在水中能夠迅速分解，生成次氯酸（HClO）和氫氧化鈉（NaOH）。亞氯酸是一種比亞氯酸鈉更強(qiáng)的氧化劑。

3. 消毒性：亞氯酸鈉具有較強(qiáng)的殺菌消毒作用，可用消毒水源、池塘和水處理。

4. 漂白性：亞氯酸鈉可用作漂白劑，能夠?qū)⒃S多染料和有機(jī)物氧化漂白。

5. 不穩(wěn)定性：亞氯酸鈉在陽(yáng)光照射下會(huì)逐漸分解，所以需要存放在暗處，避免陽(yáng)光直射。

需要注意的是，亞氯酸鈉是一種腐蝕性較強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)，在處理和使用時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。同時(shí)，避免與酸性物質(zhì)或易燃物質(zhì)接觸，以免引發(fā)危險(xiǎn)反應(yīng)。