PET降解酶的研究现状
摘要：塑料给人类的生活和生产带来了极大的方便，但随之而来的白色污染不仅破坏自然环境，而且影响到生物体的生存与发展。聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）作为一种石油基塑料，常被用于制造瓶子和纺织纤维等，但其结构稳定、难以降解，在自然环境中不断积累，回收再利用率也很低。迄今为止，已有不少研究人员对生物降解塑料进行研究，发现了TfH、HiC、PETase、LCC等PET降解酶。本综述将介绍发现的几种PET降解酶，并讨论影响PET降解因素与存在的改进地方。
关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯； PET降解酶； 角质酶；结晶度
一、文献综述
塑料由于其质轻、耐用、低成本和多功能性，在日常生活中无处不在，但由于塑料产品的广泛使用，产生了数量庞大的塑料垃圾，且塑料回收再利用体系不完善。截至2015年，全球已产生约63亿吨废弃塑料，其中约21%已回收或焚烧，79%在填埋场或自然环境中。如果仍以目前的生产和废弃物管理趋势持续下去，到2050年，大约有120亿吨的废弃塑料将存在于填埋场或自然环境[1]。塑料是一种高分子聚合物，其化学性稳定，所以大多数塑料不易降解，会积累在环境中，对环境造成严重污染，甚至危害生物体的生存与发展。流入海洋的塑料对海洋生物的危害是极大的，海洋动物可能会被塑料缠住而窒息死亡，它们还会误食塑料，并且无法将塑料排出体外。研究发现，在希腊海域，抹香鲸的胃中出现＞5mm塑料的概率高达60%，海洋动物因塑料造成的胃阻塞可能是致命的[2]。
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是世界上生产量最大的热塑性聚酯塑料，被广泛用于制造瓶子、纺织纤维等。PET的熔融温度（Tm）为240~250℃，玻璃化转变温度（Tg）约为70~80℃。PET是由对苯二甲酸（TPA）与乙二醇（EG）通过酯键连接而成的聚合物，它含有高比例的芳香族对苯二甲酸酯单元，降低了链的迁移率，使主链酯键的水解性极低[3,4]。
目前即使有回收再利用的系统，但只有少部分的PET能够被回收，且回收PET的再利用率也十分低。化学降解塑料需要在高温的条件下，而且产生额外的产物，可能对环境造成二度污染。因此，生物降解法被认为可以为解决废弃塑料提供一种可持续的、经济有效的和环境友好的途径。
PET既可作为非晶态聚合物存在也可作为半晶态聚合物存在[5]，结晶形态的PET由于酯键的可接近性有限且结构过于稳定[6]，因此难以降解，在自然状态下可以存在极长的时间。迄今为止，已经有不少研究人员对生物降解塑料的难题发起挑战。2006年Muuml;ller等人发现了第一个PET水解酶，他们的研究表明PET可以被Thermobifida fusca的水解酶TfH有效地降解，使用饮料瓶中结晶度10%的熔融压制PET样品与微生物在55℃孵育三周后，PET重量下降约50%[7]。
由此，研究者们开始对Thermobifida属微生物进行广泛研究。2009年，Ronkvist等人报道了一种来自Thermomvces insolens的嗜热角质酶HiC，该酶在70℃下经过96小时，将结晶度为7%的低结晶度（lc） PET薄膜降解约97%。在接近PET的Tm值的反应温度下进行的酶水解可导致lc PET膜的有效降解，PET膜的结晶部分在70℃下可以被降解，因此高温有利用Hic催化PET降解。但当使用结晶度为35%的双轴定向PET时，酶的降解效率明显降低，PET几乎没有重量损失[8]，Hic几乎无法降解高结晶度的聚酯，离实现PET降解酶的工业化还十分遥远。
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
