近期，我校生物工程学院陈献忠教授团队在PET塑料降解方面取得重要进展，研究成果“Integrated self-assembling multi-enzyme display platform on Candida tropicalis surface for efficient degradation of PET waste”正式发表于Journal of Hazardous Materials。
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）作为产量最大、应用最广的合成聚酯之一，其废弃物在自然环境中难以降解，对生态系统构成严重威胁。尽管近年来多种 PET 水解酶（如 PETase、MHETase）的发现为生物法降解 PET 提供了可能，但游离酶体系存在稳定性差、回收困难、成本高等固有缺陷，严重制约了其规模化应用。微生物表面展示技术通过将目标酶锚定于细胞表面，构建全细胞催化剂，为解决上述问题提供了新思路。然而，现有展示系统多基于模式酵母（如酿酒酵母、毕赤酵母），其在复杂环境下的耐受性、代谢适应性及多酶协同展示的精确调控能力仍有待提升。
研究团队以热带假丝酵母为底盘细胞，先通过全基因组生物信息学分析预测潜在 GPI 锚定蛋白，再结合 EGFP 荧光定位、免疫荧光标记和流式细胞术鉴定出 22 个可将外源蛋白定位于细胞壁外侧的蛋白，并进一步在其表面展示 PETase 和 MHETase 两种水解酶—前者能有效降解 PET 粉末、后者可高效水解中间产物 MHET，为全细胞催化剂构建奠定基础。
随后团队开发一体化多酶自组装展示平台（ISA-MEDP），依托 SpyTag/SpyCatcher 和 SnoopTag/SnoopCatcher 两组蛋白质反应对搭建该平台，通过调控 FAST-PETase 与 MHETase 的共展示比例构建 FM 系列菌株（其中
FM2 菌株 ST:SNT=2：1 时酶活最佳，达 21.34 U/g 干细胞），后续又筛选应用酵母自身的诱导型（PGAL1-10）与抑制型（PCTR1）启动子，采用 “先表达锚定支架、后诱导酶蛋白表达” 的时序调控策略，将酶活较组成型启动子调控提升 10.3 倍至 220.1 U/g 干细胞；最后对 ISA-MEDP 的性能评价显示，该催化剂在 45℃可稳定保存 7 天、重复使用 7 次仍保持 50% 以上初始活性，且对常见化学试剂耐受性良好（相对活性维持 80% 左右），不仅能在 7~13 天内将多种未经预处理的消费后 PET 废弃物完全降解为 TPA（几乎不积累 MHET），还能在 5 L 生物反应器中仅控制 pH 的情况下，7 天内解聚 20 克结晶度约 13.8% 的消费后 PET 粉末，充分证明其规模化解聚 PET 的潜力。
陈献忠教授为论文的通讯作者，博士生张海冰为第一作者。上述研究得到了国家自然科学基金(32271533)、国家重点研发计划(2022YFA0912204, 2022YFC2104602/001)等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.139484
图1 游离酶和全细胞催化剂降解PET的比较
