PETase Kubu实现商业化PLA/PBAT共混地膜的近乎完全酶法解聚

农业地膜能够提高作物生产力，但其使用后的回收与再利用仍然困难重重，因为这类薄膜通常较薄、易碎裂、分散于田间且受到污染。商业化 PLA/PBAT 共混物正越来越多地被用作可生物降解地膜材料，然而，这些薄膜在环境条件下的降解往往缓慢或不完全。本文表明，来源于 Kutzneria buriramensis 的耐热型 PETase——Kubu——可在 60 ℃、无需预处理的条件下，快速解聚商业 PLA/PBAT 地膜，在 96 h 内实现 95% 的质量损失，并释放对苯二甲酸盐、己二酸盐和乳酸盐；LC-MS/MS 和 HPLC 检测表明，这些产物是 PBAT 和 PLA 组分的主要单体产物。GPC 和 SEM 揭示了聚合物-水界面处发生的广泛降解。针对 Kubu、IsPETase 和 TfCut 的 DiffDock 对接结果表明，PETase/Cutinase 折叠中经典的 W/F(Y) 裂隙能够以相当的几何构型容纳脂肪族和芳香族酯键，这提示底物多样性是该裂隙结构本身所固有的性质。Kubu 的独特贡献在于，它将这种宽容性裂隙与足以在 24 h 内实现近乎完全共混物解聚的催化活性相结合。结合社会经济分析显示，完全酶法解聚可避免每吨地膜高达 4,087 美元的社会成本。这些发现确立了一种用于异质聚酯共混物寿命终结管理的单酶策略。

农用地膜能够提高作物生产力，但使用后的回收与再利用仍然十分困难，因为这类薄膜通常较薄、易碎裂、分散于田间且受到污染。商业化PLA/PBAT共混物正越来越多地被用作可生物降解地膜材料，然而，这些薄膜在环境条件下往往表现出降解缓慢或降解不完全的问题。在本研究中，我们表明，来源于Kutzneria buriramensis的耐热型PETase——Kubu——可在60℃下无需预处理即可快速解聚商业PLA/PBAT地膜，在96小时内实现95%的质量损失，并释放出对苯二甲酸、己二酸和乳酸；LC-MS/MS和HPLC检测表明，这些产物是PBAT和PLA组分的主要单体降解产物。GPC和SEM结果显示，聚合物-水界面发生了广泛降解。针对Kubu、IsPETase和TfCut进行的DiffDock对接表明，PETase/Cutinase折叠中经典的W/F(Y)裂隙能够以相当的几何构型容纳脂肪族和芳香族酯键，这提示底物广谱性是该裂隙结构的一种内在属性。Kubu的独特贡献在于将这种宽容性的裂隙结构与足以在24小时内实现近乎完全共混物解聚的催化活性相结合。结合社会经济学分析进一步表明，完全酶法解聚可避免每吨地膜高达4,087美元的社会成本。这些发现确立了一种用于异质聚酯共混物寿命终结管理的单酶策略。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.02.729468v1?rss=1

🏷️ 酶法解聚 PETase PLA/PBAT地膜 生物降解聚酯 聚酯水解