高强度聚3-基基块共聚合物的生物合成与聚D-2-基酸和聚D-乳酸) 分段使用进化单体序调节聚合成酶

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 聚合物科学 聚合物科学
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 聚酸酸 (PHAs) 是具有多种应用的可生物降解聚合物.
• 开发具有量身定制的机械性质的新型PHA块共聚合物对于扩大其实用性至关重要.
• 聚3-基) [P3HP]是一种PHA单体,具有创造先进材料的潜力.

研究的目的:

• 合成和描述新型的含有聚氨基酸 (PHA) 的聚氨基酸 (PHA) 块共聚合物.
• 为了研究P(3HP) -b-P[2-酸 (2HB) ]和P(3HP) -b-P(D-乳酸盐) (PDLA) 块共聚合物的机械性能.
• 为这些新型生物材料建立结构-属性关系.

主要方法:

• 工程化大肠杆菌表达一个序列调节的PHA合成酶 (PhaC_ARNDFH) 和propionyl-CoA转移酶.
• 培养具有特定单体前体的工程大肠杆菌,以合成P3HP-b-P2HB和P3HP-b-PDLA.
• 使用质子核磁共振 (1H NMR) 和溶剂分化进行表征;经过受控热处理后对聚合物薄膜进行机械测试.

主要成果:

• 成功合成了P3HP) -b-P2HB) 和P3HP) -b-PDLA块共聚合物,其分子重量范围为0.8-2.8 × 105.
• 融灭的P(3HP) -b-P(2HB) 薄膜在破裂时表现出高延长率 (1153%) 和性 (181 MJ/m3).
• 3HP) -b-PDLA薄膜显示了部分弹性变形,3HP) 作为软片段,尽管高乳酸盐含量导致融时的脆化.

结论:

• 基于P3HP的区块共聚合物P3HP) -b-P2HB和P3HP) -b-PDLA,可以使用工程化大肠杆菌合成.
• 这些共聚合物的机械性能高度依赖于它们的高阶结构和P{2-基酸) 分段.
• 对微观结构的精确控制是优化这些新型PHA块共聚合物的性能在各种应用中的关键.