背景

塑料對全球動植物的棲息地和生存構成了最嚴重的威脅之一。全球范圍內不斷有報告指出塑料廢物的數量正在急劇增加，但由于多種工業和家庭流程的需求及經濟因素，塑料材料的生產仍在持續。因此，尋找塑料自然降解途徑一直至關重要。識別能夠降解塑料的微生物成為微生物學研究的重要焦點。雖然最初發現的是Ideonella sakaiensis，后來又發現了Rhizobacter gummiphilus，但這些微生物的發現更多是出于偶然；然而，對負責降解PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）的酶的結構進行解析，確實為尋找更多此類原核生物提供了重要線索。

結果

在這項研究中，我們對原核生物的基因序列進行了全面分析，以探究整個微生物界中是否存在類似的塑料降解能力。在不同細菌物種中發現了27個具有這種能力的基因序列，這使我們相信塑料降解酶具有天然的多樣性。此外，從構建的模型及其界面分析中可以看出，這些酶具有共同的結構特征。將PET的關鍵產物之一BHET與這27種細菌中的蛋白質進行對接實驗，發現它們之間存在顯著的相互作用，這表明這些細菌可能具有作為天然塑料降解菌的潛力。其中8種蛋白質在結合機制和表面特性上與I. sakaiensis中的PETase非常相似，被列為潛在的候選者。

結論

在這8種蛋白質中，來自Halopseudomonas pertucinogena、Halopseudomonas bauzanensis和Ketobacter屬的3種PETase在結構及構象穩定性方面與I. sakaiensis中的PETase高度相似，這一結論通過分子動力學參數分析得到了驗證。主成分分析以及與BHET結合過程中的自由能變化也進一步支持了這一假設，這3種PETase可以立即被用于研究其潛在的塑料降解能力。