研究人員在利用傳統廢塑料PET制備可降解塑料PHA方面取得新進展
傳統塑料污染已嚴重威脅生態環境和人類健康，生物降解塑料—聚羥基脂肪酸酯(PHA)作為傳統塑料的替代品已受到廣泛關注。然而，高昂的生產成本限制了其大規模應用。利用廢棄塑料作為微生物合成PHA的碳源，不僅可有效回收利用廢塑料，還可以降低PHA的生產成本。因此，開發由傳統廢塑料到生物可降解塑料的轉化技術，對緩解塑料污染、實現循環經濟和可持續發展具有重要意義。聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)水解產生的對苯二甲酸(TPA)在作為微生物合成PHA的碳源方面具有較大潛力。但是，分離、馴化可高效轉化TPA為PHA的微生物菌株仍存在一定挑戰。
中國科學院城市環境研究所汪印研究團隊采用搖瓶實驗從污泥中富集混合微生物群落，以PET水解產物—對苯二甲酸(TPA)作為碳源，在5升生物反應器中開展分批補料發酵，成功實現TPA向PHA的轉化。發酵過程的最大PHA濃度為2.25 g/L，轉化率為0.10 gPHA/gTPA。研究通過基因注釋和中間代謝物鑒定，揭示了優勢菌群組成及TPA轉化途徑。結果表明，該菌群具有顯著的協同作用，不同菌種通過分泌特定酶將TPA逐步轉化為原兒茶酸或兒茶酚，最終生成PHA生物合成前體—乙酰輔酶A。本研究為廢棄PET塑料升級再造為生物降解可聚合物建立了可持續方法，所闡明的代謝機制為未來提升PHA產量提供了重要理論依據。
相關研究成果以Metabolic mechanism in biosynthesis of polyhydroxyalkanoate from terephthalic acid by mixed microbial consortium為題發表在環境領域知名期刊Chemical Engineering Journal上。特別研究助理潘蘭佳博士與Wardah Hayat Khan碩士生為論文第一作者，特別研究助理李杰博士和汪印研究員為共同通訊作者。該研究得到中國科學院特別研究助理項目、廈門市留學人員科研項目、福建省科技重大專項等項目資助。
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