[發(fā)明專利]乙酰木聚糖酯酶在聚對苯二甲酸乙二醇酯降解中的應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111676254B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳敬;顏正飛;王蕾;黃青松
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: C12P7/62
• 分類號: C12P7/62;C12P7/44;C12N9/18;C12N15/55;C12N15/70;C12N1/21;C08J11/10;C12R1/19;C08L67/02
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發(fā)明涉及乙酰木聚糖酯酶在聚對苯二甲酸乙二醇酯降解中的應(yīng)用，屬于酶工程技術(shù)領(lǐng)域。將乙酰木聚糖酯酶加入至高結(jié)晶度聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜的Tris?HCl緩沖液中，65℃、150rpm恒溫水浴搖床中反應(yīng)6h后，可使高結(jié)晶度聚對苯二甲酸乙二醇酯塑料部分被降解為羥乙基對苯二甲酸酯(MHET)和可直接回收利用的對苯二甲酸(TPA)，處理后的薄膜表面出現(xiàn)明顯的腐蝕現(xiàn)象。因此，本發(fā)明的乙酰木聚糖酯酶在降解高結(jié)晶度聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料中具備極高的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及乙酰木聚糖酯酶在聚對苯二甲酸乙二醇酯降解中的應(yīng)用，屬于酶工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

塑料已廣泛應(yīng)用于家具、汽車零部件、包裝、人體植入物、航空和航天領(lǐng)域，已成為日常生活中最常用的商品之一。全球每年的塑料消耗量超3.2億噸，并且消耗量每年以4～6％的速度增長。其中，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)是塑料垃圾的主要來源，加之難以降解。這使得PET塑料垃圾在環(huán)境中持續(xù)積累，對生態(tài)構(gòu)成了嚴重的威脅。

目前，降解聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)依舊停留在使用酸、堿、醇、熱等化學(xué)物理降解法的階段。其中，化學(xué)降解法會需要大量化學(xué)品、高溫和高壓的設(shè)備，且會產(chǎn)生大量有毒有害的物質(zhì)會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生較為嚴重的影響。因此，生物降解被認為是控制塑料污染最有效的方法。

由于目前使用的化學(xué)法降解存在成本高、三廢污染嚴重等問題，很多制造領(lǐng)域已愈來愈趨向使用具有綠色無污染以及成本低的生物法，而該方法逐漸成為塑料降解領(lǐng)域的研究熱點。目前已報道的PET降解酶主要有角質(zhì)酶，酯酶，脂肪酶三大類酶，但是上述PET降解酶能夠降解經(jīng)降結(jié)晶處理的低結(jié)晶度(無定型)PET薄膜(FEBS Open Bio 2016,6(9):919-927；Biochemistry 2018,57(7):1190-1200)，對高結(jié)晶度PET薄膜幾乎無顯著作用。然而，市面上的PET塑料制品均為高結(jié)晶度的，故急需一種能夠高效降解高結(jié)晶度PET塑料的PET降解酶。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明第一個目的是提供一種乙酰木聚糖酯酶的新用途，所述新用途是氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的乙酰木聚糖酯酶在聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)降解中的應(yīng)用。

在本發(fā)明的一種實施方式中，編碼所述乙酰木聚糖酯酶的基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述應(yīng)用包括降解聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜或含聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的產(chǎn)品。

本發(fā)明還提供了一種降解聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的方法，所述方法為將氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的乙酰木聚糖酯酶添加至含有聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的反應(yīng)體系中進行降解反應(yīng)。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述反應(yīng)體系中乙酰木聚糖酯酶的添加量為480-960U/mL。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述反應(yīng)的溫度為55-65℃、pH為6.5～7.5。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述降解溫度為65℃，降解時間為6h。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述降解體系為pH 7.0，10mM Tris-HCl緩沖液。

本發(fā)明還提供了編碼氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的乙酰木聚糖酯酶的基因、含有編碼核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示的乙酰木聚糖酯酶的基因的重組質(zhì)粒、攜帶編碼核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示的乙酰木聚糖酯酶的基因的宿主細胞以及上述的降解聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的方法在降解聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的應(yīng)用。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述重組質(zhì)粒的載體為pET載體。