摘要
塑料自20世纪首次合成以来给人类生活带来了极大的便利。然而,塑料稳定的高分子结构导致了塑料废弃物的持续堆积,对生态环境和人类健康均造成严重威胁。聚对苯二甲酸乙二醇酯[poly(ethylene terephthalate),PET]是产量最高的一种聚酯类塑料,近年来PET水解酶的相关研究展现出生物酶法对塑料进行降解、回收的巨大潜力,也为塑料生物降解机制研究建立了参考范例。本文综述了不同微生物来源的PET水解酶及其PET降解能力,阐述了最具代表性的PET水解酶—IsPETase降解PET的催化机理,并总结了近年来通过酶工程改造而获得的高效降解酶,为未来的PET降解机制研究、PET高效降解酶的进一步挖掘和改造提供参考。
Plastics have brought invaluable convenience to human life since it was firstly synthesized in the last century.However,the stable polymer structure of plastics led to the continuous accumulation of plastic wastes,which poses serious threats to the ecological environment and human health.Poly(ethylene terephthalate)(PET)is the most widely produced polyester plastics.Recent researches on PET hydrolases have shown great potential of enzymatic degradation and recycling of plastics.Meanwhile,the biodegradation pathway of PET has become a reference model for the biodegradation of other plastics.This review summarizes the sources of PET hydrolases and their degradation capacity,degradation mechanism of PET by the most representative PET hydrolase—IsPETase,and recently reported highly efficient degrading enzymes through enzyme engineering.The advances of PET hydrolases may facilitate the research on the degradation mechanism of PET and further exploration and engineering of efficient PET degradation enzymes.
作者
赵之怡
张国强
刘琨
李盛英
ZHAO Zhiyi;ZHANG Guoqiang;LIU Kun;LI Shengying(State Key Laboratory of Microbial Technology,Shandong University,Qingdao 266237,Shandong,China;Laboratory for Marine Biology and Biotechnology,Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology,Qingdao 266237,Shandong,China)
出处
《生物工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期1998-2014,共17页
Chinese Journal of Biotechnology
基金
国家重点研发计划(2019YFA0706900)。
作者简介
Corresponding authors:刘琨,博士,山东大学微生物技术国家重点实验室助理研究员。2013年博士毕业于中国科学院武汉病毒研究所,主要研究方向为生物降解与生物催化。先后获国家自然科学基金青年基金、中国博士后科学基金面上项目、山东省自然科学基金青年基金等资助,并作为研究骨干参与国家重点研发计划、山东省重点研发计划等,近年来在ChemSusChem、Current Opinion in Biotechnology、Applied and Environmental Microbiology等期刊发表论文8篇。E-mail:liuk@sdu.edu.cn;Corresponding authors:李盛英,博士,山东大学特聘教授、博士生导师。2009年于美国密歇根大学药物化学系获哲学博士学位。目前担任中国微生物学会常务理事会理事、普通微生物学专业委员会主任委员,中国海洋与湖沼学会理事,中国生物工程学会合成生物学专委会委员,Engineering Microbiology杂志执行主编、BMC Biotechnology杂志高级编委、Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology、《微生物学报》及《合成生物学》编委。主要研究方向为微生物天然产物生物合成、P450酶学与酶工程、工业微生物菌株改良。先后承担国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省自然科学基金重大基础研究等项目30余项。在Nature Catalysis、Nature Chemistry、Nature Communications、Journal of the American Chemical Society、Angewandte Chemie International Edition、Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America等期刊发表研究论文100余篇。申请国际/国内发明专利23项,授权7项。E-mail:lishengying@sdu.edu.cn。
