[发明专利]PET水解酶突变体及其应用

说明书

本发明提供了一种PET水解酶突变体，它是在野生型PET水解酶的基础上，经过氨基酸位点突变得到，所述野生型PET水解酶的氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示，所述突变的位点为Tyr58、Trp130、Ala180、Ser185中至少一个位点。本发明还提供了一种编码PET水解酶突变体的核苷酸序列及一种重组载体、一种蛋白表达菌株，本发明还提供了所述PET水解酶突变体的制备方法和用途。本发明突变体，大大提高了PET水解酶活性，对PET塑料的分解能力强，应用前景良好。

技术领域

本发明属于分子生物学技术领域，具体涉及一种PET水解酶突变体及其应用。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(Poly(ethylene terephthalate)；PET)作为生产和使用量最大的塑料之一，广泛用于食品包装、饮料瓶、管道、电子工业等各个方面，由于PET中含有较高比例的芳烃组分，存在明显化学惰性，自然条件下降解难度很大。因此PET在给人类生活带来很大便利的同时，也给环境带来很大的压力。PET塑料在自然环境中的大量堆积，不仅造成了严重的白色污染，同时也危害着畜牧养殖业、旅游业和人体健康。

目前，针对塑料问题，并没有特别的解决方法。若是进行焚烧发电，又会产生有毒有害气体威胁人类和环境健康；常规的垃圾掩埋技术已经被证明会污染土壤，造成土壤肥力流失；虽然目前部分塑料垃圾得到了回收，但是更多的塑料则是被遗弃在了环境之中，无法得到妥善的解决。而PET等塑料的降解方式主要有光氧化降解、热氧化降解和生物降解。其中光氧化降解、热氧化降解是塑料自然降解的主要方式，这个过程需要较长的时间(几十年，甚至上百年)，而且根据不同的环境条件，降解速度差异很大；同时已有研究表明，这种降解并不彻底，纳米级塑料碎片可以吸收进入生物体内，从而危害生物体健康。

研究者们发现，自然界中有一部分微生物(特别是一些真菌和细菌)在某些特定条件下可以通过分泌胞外酶来降解塑料，将其作为自身生长所需的碳源和氮源，并且有着较好的降解能力和高效的降解速率。这为解决塑料污染问题提供了解决的思路和方向。

最近有报道称【Yoshida S.et al,A bacterium that degrades andassimilates poly(ethylene terephthalate)，Science,2016,351(6278),1196-9】，日本科学家从细菌Ideonella sakaiensis中，分离鉴定了一种新的降解PET塑料的PET水解酶(PETase)，该酶能够催化分解PET，产生对苯二甲酸单羟乙酯(MHET)单体，最终转化为乙二醇(EG)和对苯二甲酸(TPA)这两种结构相对简单的化合物。该酶反应条件简单，常温下即可进行酶促反应，为PET塑料的生物降解带来了希望，但目前降低效率仍有待提高，需要进一步改造后才能用于工业化应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效降解PET塑料的水解酶(PETase)突变体及其应用。

本发明提供了一种PET水解酶突变体，它是在野生型PET水解酶的基础上，经过氨基酸位点突变得到，所述野生型PET水解酶的氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示，所述突变的位点为Tyr58、Trp130、Ala180、Ser185中至少一个位点。

其中，它包含Tyr58Ala、Trp130His、Ala180Ile、Ser185His的至少一个突变。

突变以Tyr58Ala为例，是指第58位的氨基酸从Tyr突变为Ala。

其中，它的氨基酸序列为SEQ ID NO：2-5任意一项所示。

本发明还提供了一种编码PET水解酶突变体的核苷酸序列，它编码SEQ ID NO：2-5任意一项所示的氨基酸序列；优选地，它的序列如SEQ ID NO：7-10任意一项所示。