[发明专利]新酯酶及其用途

说明书

本发明涉及新的酯酶，更具体地涉及与SEQ ID N°1的酯酶相比具有改进的活性的酯酶变体及其用于降解含聚酯材料如塑料制品的用途。本发明的酯酶特别适用于降解聚对苯二甲酸乙二醇酯和含有聚对苯二甲酸乙二醇酯的材料。

技术领域

本发明涉及新的酯酶，更具体地涉及与亲本酯酶相比具有改进的活性的酯酶及其用于降解含聚酯材料如塑料制品的用途。本发明的酯酶特别适用于降解聚对苯二甲酸乙二醇酯和含有聚对苯二甲酸乙二醇酯的材料。

背景技术

酯酶能够催化各种聚合物(包括聚酯)的水解。在这种情况下，酯酶已经在许多工业应用中显示出有希望的效果，包括作为洗碗和洗衣应用的洗涤剂、作为用于处理生物质和食品的降解酶、作为环境污染物去毒中的生物催化剂或用于处理纺织工业中的聚酯织物。同样地，使用酯酶作为降解酶来水解聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是特别令人感兴趣的。实际上，PET用于众多技术领域，例如用于制造服饰、地毯或以热固性树脂形式用于制造包装材料或汽车塑料制品或其他部件，并且填埋场中的PET积累变成与日俱增的生态问题。

在酯酶中，角质酶，也称为角质水解酶(EC 3.1.1.74)，是特别令人感兴趣的。已经从各种真菌(P.E.Kolattukudy inLipases、Ed.B.Borg-and H.L.Brockman、Elsevier 1984、471-504)、细菌和植物花粉中鉴定了角质酶。最近，宏基因组学方法已经鉴定了其他酯酶。

酶促降解被认为是减少这种塑料废物积累的令人感兴趣的解决方案。实际上，酶可以加速含聚酯材料尤其是塑料制品的水解，甚至达到单体水平。此外，水解产物(即单体和低聚物)可以作为合成新聚合物的材料再循环。

在这种情况下，已经鉴定了几种酯酶作为候选降解酶。例如，已发表了几种豌豆根腐镰孢菌(Fusarium solani pisi)的酯酶变体(Appl.Environm.Microbiol.64、2794-2799、1998；Proteins:Structure,Function and Genetics 26,442-458,1996)。

然而，仍然需要具有改进活性的酯酶，以允许具有更高效率的方法，从而提高生物聚酯降解方法的竞争力。

发明概述

本发明提供了与亲本或野生型酯酶相比表现出增加的活性的新的酯酶变体。这些酯酶在降解塑料材料和产品(例如含PET的塑料材料和产品)的过程中特别有用。更具体地，本发明提供了具有SEQ ID N°1所示氨基酸序列的酯酶的变体，其对应于Sulaiman等ApplEnviron Microbiol.2012Mar描述的宏基因组衍生的角质酶的氨基酸序列的氨基酸36-293或SwissProt中氨基酸序列参考G9BY57的氨基酸36-293。

在这方面，本发明的一个目的是提供一种酯酶，其(i)与SEQ ID N°1所示的全长氨基酸序列具有至少75％、80％、85％、90％、95％或99％的同一性，和(ii)在选自以下的位置上具有至少一个取代：F208、T157、T176、S65、G53、A121、V170、S223、P58、A62、A64、L67、A68、N85、T86、R89、D91、P93、R96、G128、M131、G133、G134、L152、T153、P154、H156、A178、P179、H183、S206、A209、P210或N211，其中所述位置参考SEQ ID N°1所示的氨基酸序列编号，和(iii)与SEQ ID N°1的酯酶相比表现出增加的聚酯降解活性。

更具体地，本发明的酯酶在选自以下的位置上包含至少一个取代：F208、T157、T176、G53、A121、V170、S65或N211。