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中科院天津工业生物所等在塑料降解酶的蛋白结构和分子刷新方面获得新进展 |
| 功夫：2022-12-05 起源：中科院天津工业生物所 |
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聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是目前全球利用最宽泛的合成聚酯，被宽泛用于饮料、食品包装资料以及纺织纤维。然而，其拔除物不成天然降解，导致了较严沉的环境传染。利用环境敦睦的生物法将拔除塑料降解为较低分子量单体，进行循环利用，能显著推进节能减排，助力碳中和指标的实现。 中国科学院天津工业生物技术钻研所结构生物学平台尝试室和德国格拉夫斯瓦尔德大学合作，对起源于宏基因组的两种塑料水解酶（PES-H1和PES-H2）进行了钻研，解析了其高分辨结构以及与PET类似物的复合物结构。并通过结构分析和分子动力学仿照探索了产抑造和多沉底物结合模式，为进一步推动PET的绿色降解提供了沉要支持。 目前，PDB数据库中已有超过70种PET降解酶的晶体结构，但大无数是没有底物结合的apo结构。为钻研PET水解的催化机理，钻研团队别离解析了PES-H1与柠檬酸盐(PDB：7E30)以及与底物类似物MHETA的(PDB：7W6C，7W6O和7W6Q)复合体结构，以更好地理解结合PET底物时蛋白质结构的变动。此表，还解析了PES-H2与聚乙二醇(PEG)6000(PDB：7E31)和与BHET(PDB：7W66)复合体结构。凭据PES-H1(结合MHETA)和PES-H2(结合BHET)的结构，确定了6种配体结合模式，揭示了多种非催化中央体结合模式，以此为基础，对潜在的热点基因和底物结合区的关键位点进行了探索。了局批注，PES-H1-R204C/S250C变体的Tm比野生型酶提高了6°C以上；在72°C下，PES-H1-L92F/Q94Y变体不只提高了对非晶态PET膜和预处置的真实PET废料的水解活性，并且水解低结晶度PET的效能是此前文件报路活性最高的LCC-ICCG的两倍多，这一工程突变体有望成为工业塑料回收过程中的降解酶。 上述钻研得到了国度沉点研发打算、天津市合成生物技术创新能力提升行动、中国科学院青年创新推进协会和国度留学基金治理委员会的赞助。天津工业生物所刘卫东钻研员和德国格拉夫斯瓦尔德大学韦韧以及Uwe T. Bornscheuer教授为共同通讯作者。 文章链接
PES-H1和PES-H2的蛋白质结构
PES-H1突变体对多种PET资料的水解活性 |
