Biochemical and Structural Insights into Enzymatic Depolymerization of Polylactic Acid and Other Polyesters by Microbial Carboxylesterases
Notice bibliographique
Résumé
Polylactic acid (PLA) is a biodegradable polyester derived from renewable resources, which is a leading candidate for the replacement of traditional petroleum-based polymers. Since the global production of PLA is quickly growing, there is an urgent need for the development of efficient recycling technologies, which will produce lactic acid instead of CO2 as the final product. After screening 90 purified microbial α/β-hydrolases, we identified hydrolytic activity against emulsified PLA in two uncharacterized proteins, ABO2449 from Alcanivorax borkumensis and RPA1511 from Rhodopseudomonas palustris. Both enzymes were also active against emulsified polycaprolactone and other polyesters as well as against soluble α-naphthyl and p-nitrophenyl monoesters. In addition, both ABO2449 and RPA1511 catalyzed complete or extensive hydrolysis of solid PLA with the production of lactic acid monomers, dimers, and larger oligomers as products. The crystal structure of RPA1511 was determined at 2.2 Å resolution and revealed a classical α/β-hydrolase fold with a wide-open active site containing a molecule of polyethylene glycol bound near the catalytic triad Ser114-His270-Asp242. Site-directed mutagenesis of both proteins demonstrated that the catalytic triad residues are important for the hydrolysis of both monoester and polyester substrates. We also identified several residues in RPA1511 (Gln172, Leu212, Met215, Trp218, and Leu220) and ABO2449 (Phe38 and Leu152), which were not essential for activity against soluble monoesters but were found to be critical for the hydrolysis of PLA. Our results indicate that microbial carboxyl esterases can efficiently hydrolyze various polyesters making them attractive biocatalysts for plastics depolymerization and recycling.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».