💡这项突破是什么?
和PET过程中,真菌显著上调了多个关键酶的表达,尤其是脂肪酶 FvLIP1 和FvLIP2、角质酶 FvCUT1 / FvCUT2 以及漆酶 FvLAC1。这些酶协同作用能够将塑料聚合物分解为小分子化合物。研究人员进一步通过分子对接技术模拟了脂肪酶与塑料单体之间的相互作用。结果显示,FvLIP1 和 FvLIP2 可通过疏水作用和氢键与PU和PET结构单元结合,从结构层面解释了其降解能力的分子基础。通过液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析,研究团队检测到了PU降解产生的丙二醇、己酸和己二酸,以及PET降解产生的对苯二甲酸和邻苯二酚。这些产物部分可被真菌进一步吸收利用,进入能量代谢循环,最终实现塑料的完全生物降解(图3)。

图2 筛选的真菌(F. vanettenii)对PU和PET的生物降解情况
该研究不仅首次报道了一株能同时高效降解PU和PET的真菌,还系统揭示了其降解的分子机制和关键酶系。这项研究为开发针对混合塑料废弃物的生物处理技术提供了新的菌种资源和理论依据。
上述研究以Elucidation of the biodegradation pathways of polyurethane and polyethylene terephthalate by a Fusarium strain enriched from soil-plant systems为题发表在生物技术类TOP期刊Bioresource Technology上,昆明植物所已毕业研究生Jacob Eyalira博士,吴彦菲博士研究生和Shahid Iqbal博士为论文的共同第一作者,许建初研究员和桂恒副研究员为论文的共同通讯作者,美国麻省大学邢宝山教授也参与了研究。

图3 筛选的真菌(F. vanettenii)对PU和PET可能的生物降解途径
该研究得到了国家自然科学基金(32371785和W2412011)、国际原子能机构-联合国粮农组织联合研究项目(D15021)、中国科学院“青年创新促进会”(2022396)、云南省“兴滇英才”计划(XDYC-QNRC-2022-0346)等项目的支持。



