通过IsPETase的三向工程,提高了蛋白质的产量,活性和耐久性
Seul Hoo Lee1, Hogyun Seo1, Hwaseok Hong1
1School of Life Sciences, BK21 FOUR KNU Creative BioResearch Group, KNU Institute for Microorganisms, Kyungpook National University, Daegu 41566, Republic of Korea.
Journal of hazardous materials
|August 18, 2023
概括
一种新的酶变体Z1-PETase显著增强了聚乙烯四甲酸盐 (PET) 的水解. 这种工程酶提供了更好的稳定性和活性,为高效的塑料生物循环铺平了道路.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 酶学 是一种酶学.
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 来自Ideonella sakaiensis (IsPETase) 的中性PETase具有高的PET水解活性,但稳定性较低,阻碍了工业使用.
- 之前对IsPETase的工程工作已经产生了具有更好的特性的变体,但实际应用需要进一步的改进.
研究的目的:
- 设计一种稳定且活跃的IsPETase变体,以实现高效的聚乙烯四甲酸盐 (PET) 生物回收.
- 为了提高IsPETase的可溶性蛋白质产量,耐用性和低温活性.
主要方法:
- 蛋白质工程和定向进化创造了Z1-PETase变体.
- 在各种温度和pH条件下对酶活性进行测定.
- 在pH-stat生物反应器中使用消费后PET粉末进行PET脱聚合试验.
主要成果:
- 与之前的变种相比,Z1-PETase显示可溶性蛋白质产量增加了20倍.
- 该变种在40°C的低温活动增加了30%,其化温度 (Tm) 增加了11°C.
- Z1-PETase在40°C的24小时内和55°C的8小时内有效地去聚合了90%以上的消费后PET粉末.
结论:
- Z1-PETase在较低温度下表现出增强的热稳定性和改善的酶活性,使其适合PET生物回收.
- 工程酶对活性位点循环的结构稳定有助于提高其性能.
- Z1-PETase显示了透明和有色PET废物的工业生物回收的巨大潜力.
