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Engineered Microbial Catalyst for Simultaneous Depolymerization and Upcycling of Polycaprolactone
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OA
AI
DOI：10.1039/D6GC00678G.png)
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摘要
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塑料废弃物是紧迫的全球挑战。尽管废弃塑料长期以来被视为环境负担；它们也代表了一种广阔但未被充分利用的碳资源，可被重新导向化学生产而非丢弃。本研究报道了一种工程化微生物催化剂PCL-DU；它能够实现塑料聚（ε-己内酯）（PCL）的一锅法生物催化解聚和升级转化为高价值化学品己二酸。PCL-DU整合了基于curli纳米纤维表面展示的角质酶进行胞外PCL水解的细胞表面催化解聚模块；以及将释放的单体6-羟基己酸（6-HHA）转化为己二酸的胞内生物催化级联。该双功能微生物催化剂在最优条件下实现了PCL薄膜到己二酸的完全一锅法转化。在补料分批操作中；PCL-DU表现出催化稳定性；在9天内保持活性，无需诱导剂或抗生素；生产12.07 ± 0.07 g/L己二酸，收率为0.83 ± 0.00 g己二酸/g PCL。此外；我们证明了PCL-DU生物催化剂在真实PCL产品中的适用性；实现了0.96 g己二酸/L/天的转化率和0.81 g己二酸/g PCL的收率。回收的己二酸成功聚合成尼龙-6，6；建立了从塑料废弃物到工业聚合物的完整升级转化途径。总之；该双功能微生物催化剂通过空间整合胞外酶促塑料解聚与胞内生物转化；实现了PCL的同时生物催化解聚和转化为高价值化学品己二酸。本研究为推进塑料碳的可持继回收和升级转化提供了新型生物催化平台。
Keyword:
Plastic waste
Biocatalysis
Poly(ε-caprolactone)
Adipic acid
Microbial catalyst
