高效克隆表达 IsPETase 助力 PET 降解：为环保开辟新路径

为解决聚对苯二甲酸乙二酯（PET）因过度积累威胁环境的问题，研究人员开展了优化密码子使用、克隆IsPETase 并在大肠杆菌（E. coli）SHuffle 细胞中表达的研究。结果显示表达量显著提升，确认了酶的身份及活性，为 PET 回收和酶工程研究提供新方法。

　　聚对苯二甲酸乙二酯（PET）是一种极难回收且持久性强的材料，其大量积累给环境带来了严重威胁。在本研究中，研究人员聚焦于 PET 水解酶（PETase），它相较于其他降解 PET 的酶，有着卓越的活性和底物特异性，在 PET 回收领域潜力巨大。研究人员对来自阪崎肠杆菌（Ideonella sakaiensis）的IsPETase 进行过表达研究，通过优化其密码子使用，将它克隆到 pET 质粒中，并借助 SHuffle 细胞在大肠杆菌（E. coli）细胞质中成功表达。SHuffle 细胞有助于需要二硫键来正确折叠和发挥功能的蛋白质表达。在优化条件下，SHuffle 表达系统在 1 升培养物中平均可产生 69.3 毫克的IsPETase，不确定度为 ±16.8 毫克（n=3） ，与在大肠杆菌中的常规表达相比，产量惊人地提高了 11.5 倍。生产完成后，研究人员采用自下而上的蛋白质组学方法确认了 PETase 的身份，覆盖率高达 97%，并鉴定出 21 种独特的肽段。此外，利用高分辨率液相色谱 - 质谱联用技术（HR-LC/MS）和扫描电子显微镜（SEM）进一步深入研究，这些分析证实了在大肠杆菌 SHuffle 细胞中成功产生了有活性的 PETase，且该酶能有效解聚 PET。HR-LC/MS 技术的应用，使得定量监测 PETase 的活性成为可能，为未来 PET 回收及酶工程研究开辟了独特的路径。总的来说，这项研究为高效生产有活性的IsPETase 酶提供了极具前景的解决方案。