蜡样芽孢杆菌体外高效降解聚丙烯的理化和结构研究

　　全球塑料产量每年都在大幅增长。迄今为止，地球上生产的塑料量估计约为105亿吨。塑料的使用是廉价的，在现实生活中方便，并提供了广泛的性能可用于工业用途。塑料最显著的优点之一是耐化学品、水和冲击，因为它们的聚合物结构。然而，塑料的这些优点导致了过度使用，给塑料废物的回收和处理带来了重大问题。

　　据估计，截至2015年，全球共产生了63亿吨塑料垃圾。塑料废物处理包括79%的回收，12%的焚烧和9%的回收。填埋的塑料垃圾降解非常缓慢，会污染土壤、淡水和海水。进入淡水和海洋的塑料废物以微塑料的形式沿着生物食物链积累，威胁海洋生物的生命，进而影响人类健康。因此，迫切需要开发一种高效的塑料垃圾生物降解方法。利用微生物对塑料垃圾进行生物降解已被提出作为解决全球塑料垃圾日益增加的解决方案之一。聚丙烯(PP)是各种行业使用的第二大塑料，由于新冠肺炎大流行，它被广泛用于生产口罩等个人防护装备。因此，PP的生物降解变得非常重要。

　　本文报道了从蜡虫(Galleria mellonella)幼虫肠道中分离的蜡样芽孢杆菌降解PP的理化和结构研究结果。我们还研究了肠道菌群对PP的生物降解性，并与蜡样芽孢杆菌进行了比较。利用扫描电镜和能量色散x射线能谱分析了PP表面的微生物降解，证实了物化变化是由蜡样芽孢杆菌和肠道菌群引起的。利用x射线光电子显微镜和傅里叶变换红外光谱进一步研究了PP表面的化学结构变化，证实蜡样芽孢杆菌对PP表面进行氧化，形成羰基(C=O)、酯基(C - O)和羟基(- oh)。此外，与蜡样芽孢杆菌相比，由多种微生物组成的肠道微生物群对PP的氧化作用相同。更重要的是，高温凝胶渗透色谱(HT-GPC)分析表明，蜡样芽孢杆菌在定量上比肠道微生物群表现出更高的PP生物降解性。研究结果表明蜡样芽孢杆菌拥有一套完整的启动PP碳链氧化所需的酶，并将用于发现参与降解PP的新酶和基因。

　　参考文献：https://doi.org/10.1007%2Fs10924-023-02878-y