大发体育原标题：德国亚琛工业大学生物技术研究所Ulrich Schwaneberg AS：从混合塑料中高效分选聚乳酸

　　摘要：德国亚琛工业大学生物技术研究所Ulrich Schwaneberg课题组成功开发了一种基于96微孔板提高聚乳酸结合特异性的高通量筛选系统（PLABS）。将PLABS与高效的蛋白质工程改造策略KnowVolution相结合大发体育，对聚乳酸结合肽Cg-Def进行改造。经接触角和表面等离子体共振等多种检测手段的验证，突变体的聚乳酸结合特异性得到了明显的提高并有望应用于混合塑料的分选。

　　聚乳酸（PLA）是最有前景的生物塑料之一，广泛应用于食品包装、农业薄膜、3D打印以及药物递送等多种领域大发体育。为了提高其熔融加工性、热稳定性和刚度，通常将PLA与聚丙烯（PP）混合使用。随着PLA产量的不断增加，迫切需要开发一种新的回收工艺，以从混合塑料中有效分离PLA。

　　针对上述科学难题，近日，德国亚琛工业大学生物技术研究所Ulrich Schwaneberg课题组在塑料分选领域取得了突破，首次开发了一种基于96微孔板提高PLA结合特异性的高通量筛选系统（PLABS），并应用于改造材料结合肽（MBP）以提高其PLA结合特异性。

　　MBP具有出色的结合性能，可以与各种材料结合，包括PP、聚苯乙烯（PS）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等聚合物。据报道，MBP稳定的结合性能可以抵抗表面活性剂和雨水冲刷的影响。MBP已被成功应用于流式细胞仪分选微塑料和促进PET大发体育，聚羟基脂肪酸酯（PHA）等塑料的酶降解。Ulrich Schwaneberg课题组开发的知识获取导向的定向进化（KnowVolution）是一种先进的蛋白质工程策略。KnowVolution与传统定向进化方法相比具有不受特定性质和大量数据集的限制。KnowVolution将计算机模拟和实验相结合以最大程度减少实验工作量，迅速提高蛋白质性质，并同时获得对有效突变体的分子机制的理解。KnowVolution已被广泛应用于改善蛋白质活性、热稳定性、pH稳定性、区域选择性、离子液体抗性、以及聚合物加工性等多种性质。此外，KnowVolution还成功用于增强MBP对不同种类聚合物的结合性能。

　　在该研究中，Ulrich Schwaneberg课题组在比较了多种MBP对PLA和PP的结合性能之后，选择了Cg-Def进行蛋白质工程改造，以提高其PLA结合特异性。研究者首先开发并验证了PLABS系统。该筛选系统首次实现了对PLA特异性结合肽的筛选与进化。基于PLABS筛选平台，研究人员进行了一轮完整的定向进化之后获得了高效突变体V2（Cg-Def S19K/K10L/N13H）。与野生型相比，V2的PLA结合特异性提高了2.3倍。接触角和表面等离子共振测量证实了V2对PLA的特异性结合（PLA表面覆盖率提高了1.30倍）。综上，该研究建立的PLABS筛选平台代表了一种通用方法，用于设计PLA特异性结合肽，从而用于检测、分选和特异性降解混合塑料中的PLA。

　　研究者相信新建立的PLABS筛选平台将有助于针对其他材料设计特异性结合肽，并实现对循环聚合物经济至关重要的特定聚合物标记和混合塑料废物的选择性降解。

　　相关论文发表在Advanced Science (DOI: 10.1002/advs.202303195)上。文章第一作者为德国亚琛工业大学博士研究生卢艺。德国亚琛工业大学Ulrich Schwaneberg教授和季宇博士为本文的共同通讯作者。该研究获得了国家留学基金委（CSC）、中欧国际合作项目MIX-UP等资助。

　　Advanced Science 是Wiley旗下创刊于2014年的优质开源期刊，发表材料科学、物理化学、生物医药、工程等各领域的创新成果与前沿进展。期刊为致力于最大程度地向公众传播科研成果，所有文章均可免费获取。被Medline收录，PubMed可查大发体育。最新影响因子为17.521，中科院2021年SCI期刊分区材料科学大类Q1区、工程技术大类Q1区大发体育。