识别或设计生物催化剂，以减少塑料（包括亚微米级和纳米级聚对苯二甲酸乙二酯nano-sized polyethylene terephthalate (nPET)）的累积，正成为巨大挑战之一。
近日，巴塞罗那高性能计算中心（Barcelona Supercomputing Center）Ana Robles-Martín, Víctor Guallar等，西班牙马德里康普顿斯大学（Universidad Complutense）Rafael Amigot-Sánchez, Sara García-Linares等，西班牙高等科学委员会 （Consejo Superior de Investigaciones Científicas）Laura Fernandez-Lopez，Manuel Ferrer等，在Nature Catalysis上发文，报道利用了Idionella sakaiensis PET水解酶相似几何结构的水解活性位点，加入到膜孔形成蛋白脆草毒素C（FraC）。FraCm1/m2 可以组装成八聚体纳米孔（高度 7.0 纳米×插入1.6-6.0 纳米），从而高效地分解（40 ℃，pH 7.0) GoodFellow、商品和塑料瓶的 nPET。FraCm1 和 FraCm2 通过内链式和外链式裂解降解 nPET。FraCm1 的主要产物是对苯二甲酸二（2-羟乙基）酯，而 FraCm2 则产生多种低聚物和对苯二甲酸。基于PET水解酶的机理和生化差异，以及孔隙和 nPET动力学分析表明，这些孔隙形成蛋白催化纳米反应器不会分解大型 PET，但有望应用在过滤、捕获和分解 nPET（例如废水处理厂）等纳米技术领域。![]()
Sub-micro- and nano-sized polyethylene terephthalate deconstruction with engineered protein nanopores.
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图1|利用 PELE 对 FraC 结合位点口袋进行全局探索
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图2| PELE 对 FraCm1 和 FraCm2 中不同基质的局部探索
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图3| FraCm1 和 FraCm2 的膜 MD 模拟
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图4| 溶液中 PET 的分子动力学模拟
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图5| 通过 DLS 测定的 nPETGFa/GFc/b/c 的粒度分布
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图6| 用 npFraCm1/m2 处理 nPETGFa/GFc/b/c 的降解曲线。
Robles-Martín, A., Amigot-Sánchez, R., Fernandez-Lopez, L. et al. Sub-micro- and nano-sized polyethylene terephthalate deconstruction with engineered protein nanopores. Nat Catal (2023). https://doi.org/10.1038/s41929-023-01048-6https://www.nature.com/articles/s41929-023-01048-6