理性分子設(shè)計(jì),提高Ideonella sakaiensis菌PET降解酶的熱穩(wěn)定性
01
文章背景簡介
BACKGROUND INTRODUCTION
聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET) 由于其耐久性、價(jià)格低廉和使用方便等優(yōu)點(diǎn),是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的合成塑料之一。然而,廢棄的塑料廢物是造成環(huán)境問題的主要原因之一,會(huì)污染海洋和土壤中的環(huán)境,并且這些塑料經(jīng)過風(fēng)化分解后會(huì)產(chǎn)生小于 5 mm 的微塑料顆粒,這些細(xì)小顆粒會(huì)對(duì)環(huán)境問題造成更大的影響。而且,這些微塑料被海洋生物攝入后會(huì)在它們的體內(nèi)積累,最終通過食物鏈轉(zhuǎn)移到人類的體內(nèi)。因此,塑料廢棄物不僅是造成環(huán)境污染的主要因素之一,而且對(duì)人類健康有著嚴(yán)重影響。為了解決或減輕這些環(huán)境問題,人們開發(fā)了一些對(duì)塑料廢物進(jìn)行化學(xué)和物理處理的技術(shù);然而,這些技術(shù)帶來的副產(chǎn)品也依然會(huì)對(duì)環(huán)境污染有一定的影響。因此,研究者試圖開發(fā)使用角質(zhì)酶和脂肪酶的生物方法來降解塑料;然而,這些酶對(duì) PET 降解能力較低,并且需要相對(duì)較高的溫度(約 70℃)才能實(shí)現(xiàn)其酶的活性。
最近,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種全新的微生物細(xì)菌,將可以解決塑料帶來的環(huán)境問題,這種細(xì)菌名叫Ideonella sakaiensis,能夠有效的利用PET作為碳源,并且可以利用兩種酶(PETase 和 MHETase)將PET聚合物降解成對(duì)苯二甲酸單羥乙基的單體(MHET)。更重要的是,和來源于其它細(xì)菌的PET降解酶相比,來源于Ideonella sakaiensis的IsPET降解酶不僅具有比迄今為止已知能夠降解 PET 的任何其他酶高得多的降解活性,而且還在中等溫度下發(fā)揮作用,對(duì)環(huán)境具有很好的適用性。
2019年3月11日,韓國慶北大學(xué)生命科學(xué)院的Hyeoncheol Francis Son等人在《ACS Catalysis》雜志(IF=12.221,化學(xué)一區(qū))發(fā)表了題目為“Rational Protein Engineering of Thermo-Stable PETase from Ideonella sakaiensis for Highly Efficient PET Degradation”的文章。
02
所用到的主要方法
METHODS
1.蛋白質(zhì)制備
2.熔化溫度(Tm)測量
3.PET薄膜降解
4.蛋白質(zhì)熱滅活實(shí)驗(yàn)
5.HPLC分析
6.結(jié)晶、數(shù)據(jù)收集和結(jié)構(gòu)確定
7.PET薄膜結(jié)晶度的測量
03
文章主要內(nèi)容摘要
ABSTRACT
聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)的廣泛使用引起了各種環(huán)境和健康問題,使用生物酶法降解PET塑料是一個(gè)很有前途的解決方案。盡管來自Ideonalla sakaiensis的PET降解酶 (IsPETase) 是迄今為止在溫和條件下PET 降解活性最高 的PET 降解酶,但其熱穩(wěn)定性較低限制了其應(yīng)用。為了提高 PET 降解活性,本文根據(jù)IsPETase的蛋白結(jié)構(gòu)信息,利用IsPET降解酶的突變體進(jìn)行了熱穩(wěn)定性篩選,開發(fā)了一種合理的蛋白質(zhì)工程策略。設(shè)計(jì)了具有穩(wěn)定的β6-β7 連接區(qū)域和擴(kuò)展的亞位點(diǎn)IIc的IsPETaseS121E/D186H/R280A 突變體。與IsPET降解酶的野生型相比,IsPETaseS121E/D186H/R280A突變體 的Tm 值提高了8.81℃,PET的降解活性增強(qiáng)了14倍。通過突變體的結(jié)構(gòu)測定也進(jìn)一步驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的蛋白改造技術(shù)是有效的,并且通過熱滅活實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了其具有高的熱穩(wěn)定性。
本文所提出的蛋白改造技術(shù)和開發(fā)的突變體為實(shí)現(xiàn)在溫和條件下能夠?qū)?PET 完全生物降解提供了一個(gè)新思路。
▼相關(guān)鏈接▼新型雙功能褐藻膠裂解酶構(gòu)效關(guān)系分析及在褐藻寡糖制備中的應(yīng)用
發(fā)表評(píng)論
請(qǐng)輸入評(píng)論內(nèi)容...
請(qǐng)輸入評(píng)論/評(píng)論長度6~500個(gè)字
圖片新聞
最新活動(dòng)更多
-
11月19日立即報(bào)名>> 【線下論壇】華邦電子與恩智浦聯(lián)合技術(shù)論壇
-
11月25日立即預(yù)約>> 【上海線下】設(shè)計(jì),易如反掌—Creo 11發(fā)布巡展
-
即日-12.26火熱報(bào)名中>> OFweek2024中國智造CIO在線峰會(huì)
-
精彩回顧立即查看>> 2024(第五屆)全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)大會(huì)暨展覽會(huì)
-
精彩回顧立即查看>> 全數(shù)會(huì)2024中國人形機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展大會(huì)
-
精彩回顧立即查看>> OFweek 2024中國激光產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展峰會(huì)
- 1 南京殺出超級(jí)IPO:年入27億,華東第一
- 2 3 從巨額回購 看石藥集團(tuán)的“三張”價(jià)值底牌
- 4 我國發(fā)現(xiàn)能強(qiáng)效抑制艾滋病病毒的納米抗體!
- 5 星形膠質(zhì)細(xì)胞為阿爾茨海默病治療帶來可能
- 6 決戰(zhàn)大模型,百度健康背水一戰(zhàn)
- 7 聯(lián)影醫(yī)療:貢獻(xiàn)超億元收入上演控制權(quán)迷局
- 8 從神州細(xì)胞崛起,看藥企的第一性原理
- 9 2024年8月全球醫(yī)療器械創(chuàng)新成果進(jìn)展報(bào)告
- 10 2024年中國醫(yī)療設(shè)備行業(yè)研究報(bào)告
- 高級(jí)軟件工程師 廣東省/深圳市
- 自動(dòng)化高級(jí)工程師 廣東省/深圳市
- 光器件研發(fā)工程師 福建省/福州市
- 銷售總監(jiān)(光器件) 北京市/海淀區(qū)
- 激光器高級(jí)銷售經(jīng)理 上海市/虹口區(qū)
- 光器件物理工程師 北京市/海淀區(qū)
- 激光研發(fā)工程師 北京市/昌平區(qū)
- 技術(shù)專家 廣東省/江門市
- 封裝工程師 北京市/海淀區(qū)
- 結(jié)構(gòu)工程師 廣東省/深圳市