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研究人員發現一種高效降解聚氨酯的細菌，在4天內可降解86%的聚氨酯泡沫

文章來源：環球聚氨酯網更新時間：2025-02-28 16:45:13

近日，南京農業大學資源與環境科學學院曹慧團隊在《Journal of Hazardous Materials》上發表了題為“Discovery of a polyester polyurethane-degrading bacterium from a coastal mudflat and identification of its degrading enzyme”的研究論文(DOI: 10.1016/j.jhazmat.2024.136659)。該研究從沿海灘涂中分離出一種高效降解聚氨酯（PU）的細菌Aeromicrobium sp. LTX1，并通過紫外線誘變獲得其突變株MLTX1。研究發現，MLTX1在4天內可降解86%的PU泡沫，遠超現有報道的微生物降解效率。此外，研究還通過多組學方法鑒定出一種新型角質酶PurH，該酶在大腸桿菌中表達后能有效降解PU泡沫。這一發現為PU塑料的生物降解和回收提供了新的科學依據和潛在生物催化資源。

研究背景

聚氨酯（PU）是一種由多元醇和異氰酸酯合成的聚合物，因其優異的隔熱和機械性能，廣泛應用于汽車、建筑、醫療和紡織品等領域。根據歐洲塑料協會（2023年）的數據，PU是全球第六大最常用的塑料，占全球塑料產量的5.3%，約4億噸。然而，PU的廣泛使用導致大量固體廢棄物的產生，且由于缺乏有效的回收機制，大多數PU廢棄物最終被填埋或焚燒。填埋場中的PU廢棄物自然分解緩慢，可能需數千年，并影響土壤pH值；焚燒則會產生有毒氣體和重金屬，造成生態毒性。近年來，PU的生物降解作為一種環保的回收方法迅速發展，能夠減少填埋空間并生成水、二氧化碳和生物質。已有研究表明，某些微生物如銅綠假單胞菌A12和枯草芽孢桿菌MZA-75等能夠有效降解PU，但固體PU的降解效率仍較低，主要因其復雜的化學結構和成分。盡管已有大量研究，PU生物降解的機制仍不明確，尤其是針對其軟鏈段和硬鏈段的降解。酯酶在軟鏈段降解中起關鍵作用，而硬鏈段的降解則更為困難，盡管某些酶如木瓜蛋白酶和胰凝乳蛋白酶顯示出降解氨基甲酸酯鍵的潛力。因此，發現新的高效酶或通過酶工程提高其催化效率，以實現PU的完全降解和回收，是當前研究的重點。本研究旨在分離和表征一種高效降解PU的細菌LTX1，并通過多組學方法鑒定關鍵降解酶。

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