白癜风的危害有哪些 http://pf.39.net/bdfyy/bdfhl/200812/8115689.html背景介绍
聚对苯二甲酸乙二酯（Poly(ethyleneterephthalate),PET）是生活中常见的一种树脂，可作为塑料制成各种瓶，用于盛装矿泉水、果汁、碳酸饮料等。为了保护环境，对于PET塑料瓶的回收、降解和再利用极为重要，相关技术亟待发展。目前，利用化学法或酶法（叶枝堆肥角质酶，LCC，一种PET水解酶）能够降解PET塑料得到对苯二甲酸（terephthalicacid,TA）单体，该单体可用于制备二代PET塑料、高附加值产品（如MOFs）和生物塑料。
最近，来自英国爱丁堡大学的StephenWallace课题组报导了利用大肠杆菌工程菌直接将对苯二甲酸（TA）单体经酶法转化为具有高附加值的小分子-香草醛。反应过程（包括反应温度、细胞透化处理、原位去除反应产物）经优化后，TA制备香草醛的转化率可达79%。然后作者直接采用PET（回收的塑料瓶）为原料，先经酶水解再制备香草醛，实现塑料废物的直接转化升级。
图1.（a）PET降解为TA单体；（b）酶水解及大肠杆菌工程菌生物转化PET为香草醛
图文详情
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TA单体原位酶法转化制备香草醛及反应过程优化
图2.五步酶法催化PET制备香草醛
大肠杆菌工程菌E.coliMGRARE是能够催化芳香醛还原的微生物，之前被用于由葡萄糖制备香草醛。本文中，PET可经5步酶法催化转化制备香草醛（图2）：首先PET经LCC催化水解为TA单体，再经双加氧酶（NADPH）和脱氢酶（DCDDH）催化制得原儿茶酸（PC），PC可经甲基转移（S-COMT酶催化）和羧基还原（CAR酶催化）制备香草醛（两条路径）。结果表明，只有当五种酶同时存在时，才能检测到PC中间产物及产物香草醛。当投入5mMTA单体时，经催化后可检测到18μMPC和2μM香草醛。
为了提高香草醛的产率，作者优化了蛋白质表达（调整培养基为M9-CA）和全细胞的反应条件，通过增大E.coli细胞膜对TA的透过率，调整pH、细胞密度，原位地分离香草醛产物（降低其对E.coli毒性）将香草醛的产率提高μM±μM（原料1mMTA）。
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从PET回收塑料直接制备香草醛
然后作者研究了两步法直接将PET塑料转化为香草醛（图3）。首先废弃塑料瓶中的PET经LCC在72°C条件下水解48h为TA单体，然后经新制备的大肠杆菌工程菌E.coliRARE_pVanX生物转化(pH5.5,24h)为香草醛。反应条件经优化后，香草醛的最大产率为mg/L，转化率为79%。
图3.两步法直接转化PET塑料为香草醛
总结
本文报导了一种通过微生物将PET塑料废物转化为高附加值的香草醛的新方法，该方法采用单种工程菌，采用全细胞作催化剂，反应条件温和，无需其他化学品。本文为塑料废物的生物转化提供了一种新视角，塑料可作为碳源或反应原料制备具有高价值的材料或小分子化学品。
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