Biodegrading plastics with a synthetic non-biodegradable enzyme
Biodegrading plastics with a synthetic non-biodegradable enzyme
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使用合成的不可生物降解酶的生物降解塑料
DOI：
10.1016/j.chempr.2022.09.008
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发表时间：
2022-10
期刊：
影响因子：
23.5
通讯作者：
Wenjun Jiang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cong Guo;Li-Qun Zhang;Wenjun Jiang
通过使用酶对塑料进行生物降解，为处理和回收塑料废物提供了一种有吸引力的环境友好型解决方案。虽然已经开发了许多天然和工程塑料降解酶，但它们在开放环境中的生物降解性阻碍了它们的实际应用。我们推断，最常用的塑料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），是非手性的，因此可以被塑料降解酶的l-和d-氨基酸版本水解。在这里，我们化学合成了一个镜像版本的231-aa PET水解酶，它能够有效地降解各种塑料，如PET，聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）和聚丁二酸丁二醇酯（PBS），但同时本身是耐生物降解的土壤提取物和海水从环境中。合成镜像PET水解酶展示了一类新型塑料降解，不可生物降解的镜像酶的潜力，以帮助解决我们同手性生物圈中的塑料污染问题。
Summary Biodegradation of plastics through the use of enzymes provides an attractive, environmentally friendly solution to dispose of and recycle plastic wastes. Although many natural and engineered plastic-degrading enzymes have been developed, their practical applications are hindered by their biodegradation in open environments. We reasoned that most popularly used plastics, such as polyethylene terephthalate (PET), are achiral and hence can be hydrolyzed by both the l- and d-amino acid versions of plastic-degrading enzymes. Here, we chemically synthesized a mirror-image version of the 231-aa PET hydrolase, which is capable of efficiently degrading a variety of plastics such as PET, polybutylene terephthalate (PBT), and polybutylene succinate (PBS) but meanwhile itself is resistant to biodegradation by soil extract and seawater from the environment. The synthetic mirror-image PET hydrolase demonstrates the potential of a new class of plastic-degrading, non-biodegradable mirror-image enzymes to help address the plastic pollution problem in our homochiral biosphere.
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