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。美国加州理工学院科学家首次设计出一种酶，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化学品中，而这些化学物质可能残留在环境中。这一成果有望使硅氧烷等化学物质实现生物降解。相关论文发表在《科学》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，研究团队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。

据悉，硅氧烷化学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被生物降解的可能性。