治疗白癜风的专科医院 http://wapyyk.39.net/bj/zhuanke/89ac7.html在地球上存在了上亿年的植物，与问世不到一百年的人造塑料之间有着什么样的关联呢？与植物相依共存的微生物演化出酶介导的系统降解生物质，为细胞生长提供所需能源，且完成生态系统中的碳循环。塑料的原料也来源于碳循环系统中的石油，我们是否能藉由生物降解的力量使塑料进入生态循环，进而减少塑料垃圾造成的污染呢？真正意义上的“吃塑料”微生物的出现又给我们带来什么启发呢？湖北大学生命科学院、省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室的陈纯琪教授、戴隆海副教授、马立新教授（国重主任）与郭瑞庭教授共同合作，统整各种高分子生物降解机理，特别针对酶的结构特性与底物结合模式进行讨论，找寻其中的关联以及微生物因应人造物质出现的演化方向，为生物质资源的利用与塑料生物降解提供未来展望，该篇综述将发表于三月份出刊的NatureReviewsChemistry，被选为封面文章（图1）。图1.NatureReviewsChemistry年三月份封面。植物生物质降解酶与塑料降解酶的比较与应用展望，图中左侧为角质酶蛋白质三维立体结构，右侧为PET水解酶结构，两个酶的结构高度相似却展现不同的底物偏好性。Imagecredit:Dr.CarlConway(SpringerNatureLimited)包披于陆生植物细胞表面的生物质(plantbiomass)是地球上存量最多的可再生资源，人类种植食用和商用植物而产生了大量无法被人体消化利用的非淀粉类物质。和植物一同演化了数亿年的微生物具有各种酶介导系统来降解植物生物质，随着生物技术的演进，这些天然降解机制也被应用到植物生物质相关工业技术，如纸浆制作、食品和饲料添加剂、生物质转换生物燃料等，为生物质循环利用找到出路。另一方面，为人类生活带来便利的塑料产品性质稳定，不易被自然降解，但经年累月积累的塑料垃圾已成为地球巨大的生态环境负担，焚烧和掩埋是目前最常用来处理塑料废弃物的方法，但人们仍在不断的寻找对环境更友好的生物降解方案。从化合物结构层面看来，植物生物质与塑料有许多相似的地方(表1)，如它们都是透过碳-碳或者碳-氧键组成的高分子碳氢化合物，表面疏水并可能形成结晶区。多年来的研究发现了一些具有降解塑料潜力的酶和微生物(表1)，各国学者也在此基础上进行酶工程改造与应用，试图增加降解效率。年在日本的一处塑料回收场，分离出了一株能够以聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate，PET)为唯一碳源的细菌Ideonellasakaiensis-F6[1]，这株细菌中的PET降解系统由数个酶组成，分析证实这些都不是全新的酶种，而是衍生自古老的酶反应机制：植物生物质降解酶。蛋白质结构分析显示了几个关键的位点突变与结合底物有关，这个发现说明了微生物对于塑料的出现采取了快速应变措施，使用现有酶种并引入一些突变，以改变活性区的特征。有鉴于此，回顾植物生物质分解酶是个重要的工作，比较植物生物质与塑料的结构与特性，借镜大自然演化的方向，看古老的机制如何为今日面临的挑战带来新的思路。文章针对非淀粉植物生物质以及六种最常见的塑料聚合物，分别对已知的降解酶进行叙述：表1.非淀粉植物生物质和塑料聚合物性质与微生物降解的综合比较(表中引用文献为文章中编号)。1.包覆于植物最外层的角质(cutin)，是通过酯键交联氧化或环氧化脂肪酸组成的网状组织(图2A)。角质酶(cutinase)是目前唯一已知能水解角质的天然催化剂，其利用催化三联体水解酯键产生脂肪酸(图2B)。角质酶的催化与结构研究都已经非常成熟，然而近年来由于角质酶能够分解酯键联结的塑料，因此角质酶的挖掘和改造受到极大的
