研究表明,当温度接近玻璃化转变温度(约70℃)时,聚酯链的波动性会增加,能够提高酶对底物的可及性,从而提高PET的降解效率。因此,科研人员提出需要开发高温生物催化的PET降解技术。虽然目前已有嗜热PET降解酶的相关报道,但嗜热底盘细胞的缺乏限制了高温生物催化技术的开发。
宝剑配英雄
中科院青岛生物能源与过程研究所代谢物组学研究组科研人员近发表了全新嗜热全菌催化PET塑料降解策略。这是一种高效的全菌催化技术,有望应用于未来大规模的PET废弃物降解。
热纤梭菌是一种典型的嗜热细菌。研究人员前期已成功建立了成熟的基因操作平台,可以实现热纤梭菌的任意遗传改造,从而定向打造高效的全菌催化剂。目前,研究人员已经将基于热纤梭菌的全菌催化技术成功应用于木质纤维素的生物转化领域,建立了新型的整合生物糖化技术。
在此基础上,研究人员以热纤梭菌作为底盘细胞,将来自枝叶堆肥元基因组的嗜热角质酶LCC在热纤梭菌中进行异源表达,从而成功建立了具有PET降解功能的嗜热全菌催化剂。
该全菌催化剂可以在60℃条件下,14天内成功将60%的商业化PET塑料薄片转化为可溶性单体。
热纤梭菌就是借助LCC这把利剑,切断坚韧的聚酯链,将PET薄膜戳得千创百孔。
Mae'r ymchwilio wedi dangos bod pan fydd y temperatur yn cyrraedd y temperatur drosglwyddo gwydr (tua 70 [UNK]), mae'r volatility o slawiau polyester yn cynyddu, sy'n gallu gwella hygyrchedd enzymau i'r substratau ac felly gwella'r effeithioldeb dosbarthu PET. Felly, mae ymchwilwyr wedi cynnig angen datblygu technoleg datrys PET biokatalytig o tymer uchel. Er bod adroddiadau o enzimau difrifol PET termofil, mae manwl o gellau chassis termofil yn cyfyngu datblygu tecnoleg biokatalytig tymor uchel.
Mae ymchwiliwyr o'r Grŵp ymchwilio metabolomics o'r Qingdao Institute of Bioenergy and Processes, Academy Gwyddoniaeth Tsieinëeg, wedi cyhoeddi'n ddiweddar strategaeth diflannu plastig PET catalyzed bacterial whole newydd termofilic. Mae hyn yn dechnoleg catalytig bacteraidd cyfan effeithiol a disgwylir ei gymhwyso ar ddadleniad mawr o drafferth PET yn y dyfodol.
Clostridium thermophilum yw bactérium thermophilic arferol. Mae'r ymchwiliwyr wedi sefydlu'n llwyddiannus platfwm diddymu genethyg dyfu yn y cyfnod cynnar, sy'n gallu cyrraedd addasu genethyg arferol Clostridium thermophilum, gan greu catalystau cell cyfan effeithiol. Ar hyn o bryd, mae ymchwiliwyr wedi cymhwyso'r tecnoleg catalytig celloedd cyfan a seilir ar Clostridium thermophilum yn llwyddiannus i'r maes bio-drosi lignocellulose a sefydlwyd tecnoleg cynhyrchu cynhyrchu biolog newydd.
Ar y sail hwn, defnyddiodd ymchwilwyr Clostridium thermophilum fel gell chassis a mynegodd yn heterolog y thermophilic keratinase LCC o'r metagenom canran a'r cyfansoddiad dail yn Clostridium thermophilum, felly yn llwyddiannus sefydlu katalydd bacterïol cyfan thermophilic gyda ffwythiant dosbarthu PET.
Gall y katalydd bacterïol cyfan drosi yn llwyddiannus 60% o daflen plastig PET trafferol i monomeriau datrys o fewn 14 diwrnod o dan 60 amodau.