综述：用于PET和聚乙烯降解的工程菌：一篇综述

《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Engineered bacteria for PET and polyethylene degradation: A review

本综述系统探讨了基因编辑技术（如CRISPR）改造的工程菌在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚乙烯（PE）生物降解中的应用前景，重点分析了酶（PETase、MHETase）的优化策略、降解机制及产业化挑战（如酶稳定性、预处理能耗），为塑料污染治理提供绿色生物解决方案。

　　

蛋白工程提升酶稳定性和效率

PET酶（PETase）通过定向进化及机器学习辅助设计实现热稳定性提升，突变体如DuraPETase和IsPETase^TM在60–70°C下仍保持高活性。研究揭示活性位点氨基酸替换可增强对结晶PET的降解效率，而MHET酶（MHETase）与PETase协同作用可显著提高单体转化率。南极来源PETase变体则实现了低温环境下的高效催化，拓展了酶的应用场景。

工程菌用于PET降解

通过理性蛋白工程设计，Z1-PETase变体在低温环境下兼具高溶解性和稳定性。假单胞菌（Pseudomonas umsongensis）通过分泌PET水解酶实现高效降解。萨卡氏菌（Ideonella sakaiensis）经CRISPR编辑后，可同步将PET降解产物转化为聚羟基脂肪酸酯（PHA），实现"降解-合成"一体化循环。嵌合蛋白技术将PETase与MHETase结构域融合，催化效率超越单一酶体系。

技术挑战

塑料降解过程中释放的微纳米塑料（MNPs）可能通过生态系统进入生物链，威胁健康。酶合成成本高、预处理能耗大、异源表达代谢负担等问题制约规模化应用。此外，工程菌的环境释放存在生物安全风险，需建立相应的监管框架和风险评估体系。

结论

基因编辑细菌为PET和PE降解提供了可持续解决方案，但仍需突破酶催化效率、规模化生产及环境适配性等瓶颈。未来研究应聚焦于酶-菌复合系统优化、代谢通路整合及闭环循环技术开发，以推动塑料生物降解从实验室走向产业化应用。