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中山大学团队改造PET降解酶,天然海水中常温高效解聚成为现实
  • 来源:橡塑装备
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  • 发布时间:2026-09-28
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  中山大学生命科学学院曹立创副教授与谢佳教授团队在《Advanced Biotechnology》发表研究成果,通过对IsPETase进行半理性工程改造,获得在天然海水中、近环境温度下高效解聚PET塑料的突变体M8。




  传统酶法PET回收依赖热稳定酶在65至75摄氏度下运行,能耗高且依赖淡水缓冲体系。研究团队首先在30摄氏度人造海水中筛选八种PET水解酶,IsPETase活性最优,但其野生型在30摄氏度下半衰期仅约一天,稳定性不足。

  团队采用刚性化柔性位点的半理性策略,基于B-FITTER分析七个晶体结构,锁定53个目标残基,经饱和诱变筛选获得22个有益突变。组合过程中,M7和M15的T50分别提高24.9和21.7摄氏度,但活性骤降至野生型的29%和25%。移除破坏活性的S207E后,M6活性恢复至92%;加入R280A后提升至117%;再引入工程化二硫键,T50再增8.9摄氏度。

  最终变体M8的熔解温度较野生型提高27.3摄氏度,催化活性达1.14倍,可溶性表达量跃升14.3倍。在天然海水中,M8对15%消费后PET粉末实现连续五天解聚,37摄氏度下单体产率达每天15.4毫摩尔,与下游微生物同化速率匹配。四个月孵育后仍保留超过80%活性。

  作者同时指出,实验尚处于毫升级别,工业化竞争力有待中试或立方米级技术经济分析验证。