科技日报北京1月25日电 （记者张佳欣）硅和碳都是地球上含量丰富的元素，但是自然界却从未发现硅碳键的存在。2016年，美国加州理工学院app家首次找到诱使生物通过明升手机方式形成硅碳键的方法。现在，他们首次设计出一种酶，可打破硅和碳之间牢固的人造键。这种键存在于广泛使用的硅氧烷或有机硅明升手机品中，而这些明升手机物质可能残留在环境中。这一成果有望使硅氧烷等明升手机物质实现生物降解。相关论文发表在最新一期《app》杂志上。

定向进化是一种利用人工选择原理改造酶和其他蛋白质的方法。在这项新研究中，加州理工学院教授、2018年诺贝尔明升手机奖获得者弗朗西斯·阿诺德及其同事希望找到打破而非产生硅碳键的方法。

他们利用定向进化来培养一种称为细胞色素P450的细菌酶。研究人员使细胞色素P450的DNA产生突变，并测试了新的变体酶。然后，性能最好的酶再次突变，测试重复进行，直到酶的活性足以让研究人员确定反应产物并研究酶的作用机制。最终改进的酶不会直接裂解硅碳键，而是通过两个连续步骤氧化硅氧烷中的甲基。这意味着两个碳氢键被碳氧键取代，这种变化使得硅碳键更容易断裂。

硅氧烷明升手机物质存在于多种产品中，包括用于家庭清洁、个人护理以及汽车、建筑、电子和航空航天产品。在硅氧烷中的所有键中，硅碳键的分解是最慢的。

研究人员表示，虽然这种工程酶进入现实应用可能还需要10年或更长时间，但它的开发开启了硅氧烷有朝一日被生物降解的可能性。