综述：揭示PET表面与其水解酶之间的关系

这篇综述深入探讨了聚乙烯对苯二甲酸酯（PET）水解酶与塑料表面的相互作用机制，强调了通过优化酶吸附（如融合碳水化合物结合域CBM）和催化活性（如定向进化、QM/MM模拟）提升工业应用潜力的策略，并指出遵循Sabatier原则实现最佳结合强度是高效降解的关键。

　　

发现PET水解酶的潜力

自然界中能降解合成聚合物PET的酶（如Thermobifida fusca cutinase, TfC）的发现令人惊讶。PET与天然聚酯（如角质）结构相似性（酯键）解释了这一现象。此后，多种PET水解酶被鉴定，如源自堆肥宏基因组的LCC和PES-H1（PHL7）。法国公司CARBIOS利用LCC^ICCG
变体（F243I/D238C/S283C/Y127G）建成了首个示范工厂，计划2025年实现日处理130吨PET。

催化循环与工程干预点

PET降解属于异相催化，循环包括：酶吸附、底物进入活性位点、酯键水解和产物释放。难点在于PET不溶性及结晶区（X_c
）限制酶接触。温度是关键因素——高于玻璃化转变温度（T_g
）时链段流动性增强，但>72°C会引发物理老化。通过二硫键（提升T_m
20-30°C）和机器学习（如HotPETase）可增强酶热稳定性。

吸附机制的实验与模拟研究

实验技术如Langmuir等温线（测定K_d
<150 nM）、TIRF显微镜（单分子结合动力学）和QCM-D（实时监测降解）揭示吸附以非特异性为主。分子动力学（MD）模拟显示，LCC和PES-H1通过疏水/极性作用吸附，负电荷区域排斥PET。突变表面残基（如PES-H1 T11V/S13A/S14A）可显著降低活性，印证Sabatier原则——结合过强或过弱均不利催化。

未来方向

整合实验与模拟方法（如HREMD解析能垒）是理解PET-酶互作的关键。工程化策略需平衡吸附与催化，例如优化表面电荷或融合CBM。尽管当前酶法回收生命周期评估（LCA）仍逊于原生PET生产，但通过精准设计，PET水解酶有望成为解决塑料污染的核心技术。