新型尼龙水解酶的发现与特性解析:底物选择性及产物回收的突破性研究
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时间:2025年06月14日
来源:Chem Catalysis 11.5
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来自Drufva和Cahill团队的研究人员针对混合尼龙废弃物回收难题,系统筛选了95种N-末端亲核水解酶超家族成员,鉴定出38种新型尼龙水解酶。其中部分酶展现显著底物选择性(如优先降解尼龙-6,6而非尼龙-6)并生成特定四聚体产物,晶体结构揭示了其选择性通道机制。该研究为混合塑料的酶法精准回收提供了新工具,其产物可直接重聚为高分子量聚合物。
科学家们从微生物界"挖宝",成功捕获38种能"啃食"尼龙的新型生物剪刀——尼龙水解酶(nylon hydrolases)。这些酶不仅打破常规合成聚酰胺(polyamides)的抗降解壁垒,更展现出令人惊喜的"挑食"特性:比如对尼龙-6,6的分解效率比尼龙-6高出20倍,还能像精准的分子厨师般"切"出特定长度的四聚体"食材"(tetrad products)。通过X射线晶体学(X-ray crystallography)透视,发现其秘密在于独特的底物通道(substrate access tunnel)——就像为尼龙-6,6量身定制的分子滑梯。更有趣的是,这些酶解产生的寡聚体(oligomeric products)能像乐高积木般重新组装,生成比传统盐法工艺更高分子量(high-MW)的聚合物。虽然当前转化率不足1%仍需优化,但这项研究为混合塑料废弃物的酶法分选(enzymatic sorting)提供了全新策略,让"一锅乱炖"的回收难题有望迎来绿色生物解法。
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