对苯二甲酸单羟乙酯水解酶结构与功能的研究进展

聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)作为目前广泛使用的塑料之一,其废弃物对全球环境造成了严重污染。PET降解酶(polyethylene terephthalate hydrolase,PETase)的发现为处理PET废弃物提供了一种绿色环保的途径。尽管PETase降解PET会产生中间产物,抑制水解酶的进一步降解,影响酶的催化效率,但对苯二甲酸单羟乙酯水解酶[mono(2-hydroxyethyl)terephthalate hydrolase,MHETase]通过与PETase协同作用,将PETase水解产生的中间产物MHET高效降解为乙二醇(ethylene glycol,EG)和对苯二甲酸(terephthalic acid,TPA)。MHETase对MHET表现出极高的特异性,是完全降解PET的关键酶。本文全面梳理了MHETase的三维结构、底物结合模式以及催化反应机理等,介绍了该酶降解活性的结构特征和关键残基,以及酶工程改造的研究进展。同时,对基于MHETase支架结合PETase开发定制的酶促PET降解系统进行了展望,为设计和开发更加高效的PET水解酶体系提供了参考。