整合合理设计和机器学习来设计一种新的塑料脱聚合酶,以分解基于PBAT的皮膜,以实现可持续的回收利用
Xinjia Li1, Wanyi Chen2, Lun Wang2
1Xianghu Laboratory, Hangzhou 311231, China; Institute of Bioengineering, College of Chemical and Biological Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058, China.
Journal of hazardous materials
|November 26, 2025
概括
研究人员设计了一种新型酶ThPETase,以有效地降解可生物降解的聚乙烯基酸甲 (PBAT) 塑料. 这一突破为塑料废物管理提供了可持续的解决方案,通过使闭环回收利用成为可能.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 聚合物科学 聚合物科学
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 可生物降解的聚乙烯基甲甲酸盐 (PBAT) 广泛使用,但其生物降解效率较低,导致环境污染.
- 开发高效,适应热量的PBAT降解酶对于可持续的塑料管理至关重要.
研究的目的:
- 识别和设计一种高效的PBAT降解酶,具有广泛的热适应性.
- 为了实现PBAT废物的闭环回收.
主要方法:
- 协商一致的序列分析发现了一种来自Thermobifida halotolerans的新型PET酶 (ThPETase).
- 结构和表面电荷引导工程,与EvolvePro机器学习模型集成,优化了ThPETase.
- 工程变体的热稳定性和PBAT降解效率在各种温度下进行了评估.
主要成果:
- 工程 ThPETase 变体 (DCTPC_4M_S122H) 的化温度增加了 33.9 摄氏度.
- 与野生型相比,它在37°C的PBAT降解效率提高了多达91倍.
- 在37-60°C下,PBAT覆盖膜在6-20小时内实现了有效的降解,产生高纯度的甲基乙烯酸 (≥99%).
结论:
- 设计的ThPETase为PBAT降解提供了一个高效和热适应性的解决方案.
- 回收的甲酸可重复用于合成PET和PBAT,促进塑料的循环经济.


