聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）塑料造成的废弃物污染问题对环境和人类健康构成巨大威胁。邻苯二甲酸酯（PAEs）作为增塑剂被广泛应用于PET生产过程中，与PET形成复合污染物。合成生物学技术为构建能够降解PET和PAEs复合污染物的工程菌提供了可能。源自Ideonella sakaiensis 201-F6菌株的PET水解酶（PETase）和单羟乙基对苯二甲酸酯水解酶（MHETase）具有解聚PET的能力。然而，PET无法进入细胞内部，因此采用酶降解或PET水解酶的细胞表面展示技术成为潜在策略。
本研究选用环境耐逆性好的假单胞菌JY-Q作为底盘菌株。首先，筛选出截短的内源外膜蛋白cOmpA及其变体Signal(OprF)-cOmpA作为外源蛋白在细胞表面展示的锚定基序。这些锚定基序与PET水解酶和MHETase的N端融合后整合到假单胞菌JY-Q基因组，通过绿色荧光蛋白标记和间接免疫荧光验证，突变菌株成功实现了PET水解酶和MHETase的细胞表面展示，并表现出共展示PETase和MHETase对PET的生物降解催化活性。
随后，将这种可细胞表面展示的PET降解模块导入已整合PAEs降解酶、具备PAEs降解能力的JY-Q菌株基因组中，最终获得的工程菌株JY-Q-R1-R4-SFM-TPH能够同时降解PET和PAEs。本研究为PET和PAEs污染治理提供了一株具有应用潜力的菌种资源和新策略。
该文最近被评选为高被引论文。
Fig 1 Schematic of engineering of PETase-MHETase surface-co-displayed systems in esterase-integrated Pseudomonas sp. JY-Q.
Fig. 2 Enzymatic activity identification of PETase from JY-Q/p519n-petase-6his and MHETase from JY-Q/p519n-mhetase-6his.
Fig. 3 Processing effect of constructed strains on PET film observed by SEM
相关成果近期以“Biodegradation of combined pollutants of polyethylene terephthalate and phthalate esters by esterase-integrated Pseudomonas sp. JY-Q with surface-co-displayed PETase and MHETase”为题，在合成生物学与微生物学领域重要期刊Synthetic and Systems Biotechnolog正式发表。论文第一作者位我院青年教师王海霞博士，通讯作者钟卫鸿教授。研究工作得到了国家重点研发计划（2021YFA0909500）支持。
论文链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405805X24001054