有机溶剂和聚电解质提升MHET水解酶催化性能

摘要

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种广泛应用的塑料，但由于其难以自然降解导致严重的污染问题. PET水解酶和对苯二甲酸单乙二醇酯水解酶(MHETase)被认为是级联降解PET的关键酶，但尚未实现工业应用，本文针对MHETase开展稳定性研究以促进其工业开发.首先，选用4种不同的水溶性有机溶剂二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺、异丙醇和乙腈构建反应体系探寻最佳的MHETase反应条件，随后进一步研究有机溶剂和聚电解质预处理对MHETase催化活力和稳定性的影响.结果表明，当反应体系DMSO含量不高于10%时MHETase的活力几乎不受影响，其他条件下有机溶剂均会抑制MHETase活性，但这种抑制作用是可逆的，即该抑制可以通过去除有机溶剂来恢复.此外，低浓度的有机溶剂预处理能够提高MHETase的催化活力，且DMSO预处理能够提升MHETase的储存稳定性及热稳定性，MHETase在4℃下10%DMSO中储存96 h后的活力为原有活力的113%，在30℃下10%DMSO中孵育6 h后也能保持原有活力的103%.研究发现，MHETase活力可以通过阴、阳离子聚电解质孵育来提升，与等量阴、阳离子聚电解质共孵育的MHETase在4℃下10%DMSO中储存144 h也能保持118%的活力，但与DMSO预处理相比，聚电解质预处理对MHETase活力提升程度有限.本研究系统考察了有机溶剂和聚电解质对MHETase催化性能的影响，并指出DMSO和聚电解质的预处理有助于MHETase在常温下的储存和应用，为MHETase的工业应用提供了更多参考.

关键词

对苯二甲酸单乙二醇酯水解酶 / 二甲基亚砜 / 稳定性 / 助溶剂 / 聚电解质