摘要: 塑料因具有高强度、柔韧性、耐磨性、重量轻、易于生产和加工成本低等特点被广泛应用于各个领域，推动了近代人类社会的发展。然而，大部分塑料在一次性使用后即被丢弃，大量的塑料废弃物因没有合适的处理手段被掩埋、焚烧，甚至直接暴露于陆地与海洋... 展开 塑料因具有高强度、柔韧性、耐磨性、重量轻、易于生产和加工成本低等特点被广泛应用于各个领域，推动了近代人类社会的发展。然而，大部分塑料在一次性使用后即被丢弃，大量的塑料废弃物因没有合适的处理手段被掩埋、焚烧，甚至直接暴露于陆地与海洋环境中，严重威胁生态环境与人类健康。 近年来，塑料的生物降解成为一个研究热点，针对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的降解已经有了从酶学、催化机理、酶工程等多角度的研究，使得PET的酶法降解已经具备了应用的潜力。而聚烯烃类塑料降解的难度要远远高于聚酯类塑料，且各种聚烯烃类塑料的降解菌株以及降解酶资源仍然较为匮乏，降解机理尚不清楚。因此，筛选聚烯烃类塑料降解菌，并解析其降解相关的酶对于聚烯烃类塑料降解途径与降解机理的解析有着重要意义。本研究主要研究内容为从黄粉虫肠道中分离筛选可降解聚烯烃类塑料的菌株，并对菌株进行全基因组测序和数据挖掘，从中解析聚烯烃塑料的降解酶。 首先通过饲喂黄粉虫幼虫聚苯乙烯(PS)泡沫，在其肠道中富集可以降解PS的菌株，将肠悬液以PS粉末为唯一碳源进行二次筛选，获得可能降解PS的菌株，通过平板降解验证，并进行16SrRNA基因测序，筛选得到一株可以降解PS的菌株Enterobactersp.strainEET0601。为了检测菌株的降解能力，以PS或聚乙烯(PE)为唯一碳源在平板上进行降解能力表征，扫描电镜观察发现膜表面出现明显的侵蚀，水接触角检测发现膜的疏水性显著降低，红外检测发现膜表面出现了新的官能团，其中在PS膜表面发现了-OH和C-O的生成，在PE膜表面发现了-OH、C=C和C-O的生成，这些结果均表明EET0601菌株可以降解PS和PE膜。 为了找到PS和PE的降解酶，对该菌株进行了全基因组测序，获得的基因组草图大小为4.7Mbp,GC含量54.8mol％,共21个scaffold,含有4,454个基因。鉴于目前已报道的聚烯烃类塑料降解酶均为过氧化物酶，该菌株中的染料脱色过氧化物酶(EhDyP)符合催化高分子化合物的一个重要特征:可通过长距离电子传递在酶表面催化氧化反应。随后对该酶进行异源表达与纯化，通过纯酶与PS和PE膜反应确定酶的塑料降解功能，电镜观察发现膜表面出现明显的侵蚀，原子力显微镜观察发现膜表面粗糙度显著增加，水接触角检测发现膜的疏水性显著降低，红外检测发现膜表面出现了新的官能团(-OH和C=C),这些结果表明EET0601菌株中发现的染料脱色过氧化物酶(EhDyP)可以降解PS和PE膜。 综上所述，本研究从黄粉虫肠道中筛选到了一株可以降解PS和PE的菌株Enterobactersp.strainEET0601,并找到了可以降解PS和PE的降解酶EhDyP,本研究丰富了PE和PS生物降解资源，对解决塑料污染具有重要意义。 收起