一种真菌铁乙酶的结构指导工程增强了MHET转化和基纤维素分解
Konstantinos Makryniotis1, Markella Papi1, Efstratios Nikolaivits1
1Industrial Biotechnology & Biocatalysis Group, Biotechnology Laboratory, School of Chemical Engineering, 9 Iroon Polytechniou str., Zografou campus, 15772, Athens, Greece.
International journal of biological macromolecules
|November 9, 2025
概括
工程化铁乙酶FoFaeC-G122S通过增加单二基乙烯甲酸盐 (MHET) 水解来增强聚乙烯甲酸盐 (PET) 的降解. 这种酶还可以改善纤维素酶的分解,为可持续的废物管理提供双重好处.
科学领域:
- 生物技术和环境科学 生物技术和环境科学
- 酶学 是一种酶学.
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 塑料废物积累需要可持续的管理策略.
- 酶降解提供了一个有前途的解决方案,特别是对于像聚乙烯二甲 (PET) 这样的聚合物.
- 聚乙烯 (PET) 的水解需要有效地分解诸如单二乙烯二甲 (MHET) 等中间体.
研究的目的:
- 通过模仿Ideonella sakaiensis MHETase (IsMHETase) 的活性部位,增强来自Fusarium oxysporum (FoFaeC) 的feruloyl esterase (FAE) 的MHETase活性.
- 评估工程酶在PET降解和基纤维素分解中的有效性.
主要方法:
- 结构引导单点突变 (G122S) 基于与IsMHETase的同质性被引入FoFaeC.
- 使用MHET,PET三分剂和典型的FAE基质 (甲基p-酸盐,甲基咖啡酸盐) 评估了酶活性.
- 工程酶的性能与IsPETase结合测试,以检测PET的降解,以及用于分解林氏纤维素的西兰酶.
主要成果:
- 与野生类型的FoFaeC相比,FoFaeC-G122S变体在MHET和PET剪裁器上显著增加了特定活性和催化效率.
- 这种变体还在FAE基板上表现出增强的催化效率.
- 用FoFaeC-G122S补充剂在PET降解过程中提高了MHET水解的17倍,并增加了酸从林氏纤维素中释放的量.
结论:
- 经过工程改造的FoFaeC-G122S变种显示出更好的PET降解能力,特别是在MHET水解中.
- 这种酶具有双重功能,增强塑料废物降解和纤维素蛋白分解.
- 这些发现突出了酶工程在开发有效生物催化剂的潜力,以实现可持续的废物管理.
