通过碳水化合物结合模块增强LCC-ICCG的PET降解效率

作     者：姚佳鑫 江雅儒 郝梦瑶 梁梦想 顾正华 张梁 郭忠鹏 

作者机构：江南大学粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心 江苏集萃未来食品技术研究所有限公司 南京师范大学食品与制药工程学院 

出 版 物：《生物工程学报》 (Chinese Journal of Biotechnology)

年 卷 期：2024年第10期

页      面：3705-3721页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划(2021YFC2100300) 中央高校基本科研业务费专项资金(JUSRP123006,JUSRP123008)~~ 

主　　题：聚对苯二甲酸乙二醇酯 生物降解 PET降解酶 LCC-ICCG 碳水化合物结合模块 

摘      要：聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate,PET）是全球产量最大的聚酯之一,但由于其废弃量大且难降解,环境污染严重。酶解法处理PET是目前的研究热点,碳水化合物结合模块（carbohydrate binding module,CBM）的加入可以增加酶与底物之间的亲和力,提高酶的降解能力。为了开发更高效的PET水解酶,本研究在PET降解酶LCC-ICCG中引入来源于不同家族具有不同底物亲和力的碳水化合物结合结构域（CBM）,并以高结晶度PET粉末和无定型PET膜为底物,对改造后酶的降解效率进行了表征,以探寻降解能力最优的酶。结果表明,融合B型CBM后降低了酶对PET的降解率和Tm值,而引入A、C型CBM后,酶对膜状底物的降解率得到了显著提高,PET的降解速率和Tm值也得到了提升,尤其是融合酶LCC-ICCG-CBM9-2对膜状PET底物的降解率对比原始酶LCC-ICCG提高了10倍以上。本研究的结果表明,通过引入A、C两型CBM的方式,可以提高LCC-ICCG对膜状PET降解率和热稳定性,改善其活性低的问题,从而更有效地降解PET。本研究可为塑料降解提供技术支持,有利于推进环保事业。