聚对苯二甲酸乙二酯（PET）产量巨大，广泛应用于饮料瓶、服装和包装材料中。PET可形成物理和化学稳定的结晶结构，被归类为工程塑料。由于其稳定性，PET在环境中长期存在。由于PET是一种不溶于水的合成聚合物，其酶降解是发生在固/液界面的非均相反应。

图片来源：ACS Catal.

on style="white-space: normal; text-indent: 2em;">近期，日本国家自然科学研究院分子科学研究所Ryota Iino组在一个元基因组文库中发现耐热酶PET2，并将其改造以提高其对PET的水解活性。PET2野生型（WT）的Tm为69.0°C，并以0.40 min⁻¹的速率生成水溶性产物。

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为了提高PET2水解效率，将用于表面电荷修饰、骨架稳定和额外二硫键形成的突变位点引入到PET2 WT中，最佳突变（PET2 7M）的Tm为75.7℃，水解活性为1.3 min⁻¹。

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PET2突变体的晶体结构表明，引入的精氨酸和赖氨酸残基定向于溶剂，类似于来自Ideonella sakaiensis 201-F6的PET水解酶。单分子荧光成像显示，这些带正电的表面残基使PET2 7M与PET表面的结合速率常数比PET2 WT增加了2.7倍，并导致更高的活性。PET2 7M水解非晶态PET最适温度比PET2 WT高8℃，并且在最适温度下PET27M的水解活性比PET2 WT高6.8倍。此外，PET2 7M在68℃下以恒定速率生成反应产物至少24小时，表明在最佳温度下具有长期热稳定性。

图片来源：ACS Catal.

参考文献：Positive Charge Introduction on the Surface of Thermostabilized PET Hydrolase Facilitates PET Binding and Degradation

ACS Catal. 2021, 11, 8550−8564

原文作者：Akihiko Nakamura,* Naoya Kobayashi, Nobuyasu Koga, and Ryota Iino*