【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、据估计，每年石油基聚合物的产量超过3亿吨，并且全球产量持续增加。这些聚合物中的一大部分被用于生产一次性产品，诸如塑料饮料瓶、吸管、包装和个人护理产品。大多数这些塑料产品都被丢弃，没有进入回收流。随着全球一次性塑料泛滥恶化，鉴定完全可再生塑料以及开发提供可再生塑料工业处理的方法和材料变得至关重要。
2、由可再生资源生产的可生物降解的聚合物(也称为“生物聚合物”)在减少全球石油基塑料在环境中的积聚方面大有前景。一类这种生物聚合物是聚羟基链烷酸酯(pha)。关于pha家族，已经完成了很多工作，最引人注目的是聚羟基丁酸酯(phb)聚合物，包括聚-3-羟基丁酸酯(p3hb)、聚-4-羟基丁酸酯(p4hb)、聚羟基戊酸酯(phv)、聚羟基己酸酯(phh)、聚羟基辛酸酯(pho)以及它们的共聚物。特别有利的是，pha表现出与一些石油基聚合物非常相似的热塑性特性，因此代表了石油基聚合物(诸如聚丙烯和聚乙烯)的可行替代物。
3、pha在很多可用作能量阱的细菌、真菌和古菌谱系中自然产生，这些谱系包括固氮菌属(azotobacter)、罗尔斯通氏菌属(ralstonia)、伯克氏菌属(burkholderia)、原单胞菌属(protomonas)、芽孢杆菌属(bacillus)和施莱格尔氏菌属(schlegelella)。pha聚合物的产生涉及三步酶促机制，该机制从乙酰辅酶a开始。在形成phb时，第一步是通过phaa(β-酮硫解酶)进行的乙酰coa的催化形成β-酮酰-coa。β-酮酰-coa继而在nadp依赖性
4、在自然界中，为了回收聚合物中储存的能量，生物降解通过pha解聚酶(phad酶)来完成。不幸的是，天然phad酶通常不利于工业过程，例如消费后回收过程，因为用于任何生物工业过程的酶必须具有数个特性(典型的phad酶缺乏足够的水平)以便在工业上有用。为了广泛使用，用于在工业过程中使用的酶应该是热力学和/或热稳定的，以在该过程中具有长寿命。酶还应该是在动力学上尽可能快的，使得在最少的时间内将最大量的底物转化为产物。酶还必须在工业过程的环境条件下具有完全活性。例如，在涉及处理污染的含有phb的个人护理产品(例如尿布、女性护垫、失禁服装等)的过程中，酶必须能够在被粪便、尿、月经液等污染的环境中起作用。理想地，酶应该在设计用于中和用过的消费品中可能存在的污染物(例如嗜温细菌)的处理环境中起作用。
5、需要可以增加生物聚合物在消费品和工业过程中使用的材料和方法。可以在处理来自消费后个人护理产品的生物聚合物中(例如在回收过程中)使用的工业处理材料和方法将在本领域中具有很大益处。
技术实现思路
1、一般地，本公开内容涉及用于工业降解pha聚合物的催化剂以及并入该催化剂的系统。通过该催化剂降解的pha聚合物可以是消费后产品(诸如消费后个人护理产品)的组分。目前，大部分消费后产品包括但不限于包装、吸管、杯子、瓶子、购物袋、餐具、盘子和个人护理产品(诸如个人护理服装(例如尿布、儿童训练裤、一次性泳裤、女性卫生用品、成人失禁用品)、卫生棉条分配器、医疗用品等)，是由石油基聚合物制成的。目前，正在进行重大努力将生物聚合物(诸如pha)并入此类产品中，以及改进和促进生物聚合物的回收。本公开涉及在高盐含量、高温工业过程中针对生物聚合物进行同时降解和脱污的改进的催化剂和系统。
2、在一个方面，公开了用于处理包含pha的消费后产品的方法。例如，方法可以包括使消费后产品(例如消费后个人护理产品)与催化pha降解的多肽接触。接触可以在包括约1m或更高的盐含量和约40℃或更高的温度的接触条件下发生。催化多肽可以特别适用于工业过程，即嗜盐催化多肽表现出极好的溶解度、热和动力学特征。在一个实施方案中，多肽可以包括由嗜盐和嗜热的微生物产生的phb解聚酶(phbd酶)。例如，该方法可以包括使消费后产品与天然嗜盐和嗜热phbd酶接触和/或使消费后护理产品与可以产生包含phbd酶的多肽的微生物接触。在一个实施方案中，该方法可以包括使消费后产品与包含修饰的phbd酶的多肽接触，和/或使消费后产品与可以产生修饰的phbd酶的转化的微生物接触，与由嗜盐菌产生的野生型phbd酶相比，该修饰的phbd酶并入一个或多个单位点突变。
3、在一个方面，公开了修饰的phad酶以及表达该修饰的phad酶的转化细胞。所述的修饰的phad酶可以在高盐含量和高温加工条件处表现出极好的溶解度、稳定性和酶活性，例如在缓冲体系或水性体系中的溶解度为约10mg/l或更大。修饰的phad酶可以基于野生型嗜盐phbd酶，并且与野生型酶相比，可以包含一个或多个单位点突变。在一个方面，突变可以位于嗜盐phbd酶中不高度保守的区域中，以便提供与野生型酶相比表现出所需催化活性以及改善的溶解度、稳定性、热和/或动力学特性的修饰的酶。
4、在一个方面，公开了修饰的phbd酶，其与描述由嗜热生物海水盐单胞菌(halomonaaquamarina)产生的野生型phbd酶的seq id no:1相比可以包含一个或多个单位点突变。例如，修饰的phbd酶可以包含在seq id no:5的12、13、15、18、19、31、34、46、49、50、58、80、83、89、95、103、119、141、142、150、159、184、238或321位中的一个或多个处的突变。
5、在一个方面，公开了一种多肽，其包含：seq id no:8、seq id no:9、
6、seq id no:10、seq id no:11、seq id no:12、seq id no:13、seq id no:
7、15、seq id no:16或seq id no:17。
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1.一种用于处理消费后产品的方法，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，所述多肽包含由嗜盐微生物表达的野生型聚羟基链烷酸酯解聚酶。
3.如权利要求1所述的方法，所述多肽包含修饰的聚羟基链烷酸酯解聚酶，与由嗜盐微生物表达的野生型聚羟基链烷酸酯解聚酶相比，所述修饰的聚羟基链烷酸酯解聚酶包含一个或多个单位点突变。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述盐以约1.5M或更高，诸如约2M或更高的浓度存在，以及/或者所述接触在约45℃或更高，约50℃或更高，或者约55°或更高的温度处进行。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，所述消费后产品包括消费后个人护理产品。
6.如权利要求5所述的方法，其中在所述接触之前，所述消费后个人护理产品被诸如血液、尿、粪便或月经液的身体废物污染。
7.一种多肽，所述多肽包含修饰的聚羟基丁酸酯解聚酶，与SEQ ID NO:1相比，所述修饰的聚羟基丁酸酯解聚酶包含一个或多个单位点突变，所述修饰的聚羟基丁酸酯解聚酶的溶解度为约10mg/L或更高。
8.如权利要求7
9.如权利要求7或权利要求8所述的多肽，与SEQ ID NO:5相比，所述修饰的聚羟基丁酸酯解聚酶包含至少一个突变，所述至少一个突变包含SEQ ID NO:5的12、13、15、18、19、31、34、46、49、50、58、80、83、89、95、103、119、141、142、150、159、184、238和/或321位中的一个或多个处的突变。
10.如权利要求7至9中任一项所述的多肽，所述多肽包含：SEQ ID NO:8、SEQ ID NO:9、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、SEQ ID NO:12、SEQ ID NO:13、SEQ ID NO:15、SEQ ID NO:16或SEQ ID NO:17。
11.如权利要求7或权利要求8中任一项所述的多肽，其中所述多肽的每个单位点突变的ΔΔG值独立地为约1kcal/mol或更大、约1.5kcal/mol或更大、或者约2kcal/mol或更大，或者其中所述多肽的所有单位点突变的ΔΔG值为约1kcal/mol或更大、约1.5kcal/mol或更大、或者约2kcal/mol或更大。
12.一种已被转化为表达多肽的细胞，所述多肽在存在浓度约1M或更高的盐的情况下催化聚羟基链烷酸酯的降解。
13.如权利要求12所述的细胞，所述多肽的溶解度为约10mg/L或更高。
14.如权利要求12或权利要求13所述的细胞，其中所述细胞是酵母细胞、昆虫细胞、植物细胞、哺乳动物细胞或细菌细胞，例如大肠杆菌细胞。
15.如权利要求13所述的细胞，其中所述细胞是嗜盐微生物的细胞，并且所述细胞已转化为表达修饰的聚羟基链烷酸酯解聚酶，与由所述嗜盐微生物天然表达的野生型聚羟基链烷酸酯解聚酶相比，所述修饰的聚羟基链烷酸酯解聚酶包含一个或多个单位点突变。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于处理消费后产品的方法，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，所述多肽包含由嗜盐微生物表达的野生型聚羟基链烷酸酯解聚酶。
3.如权利要求1所述的方法，所述多肽包含修饰的聚羟基链烷酸酯解聚酶，与由嗜盐微生物表达的野生型聚羟基链烷酸酯解聚酶相比，所述修饰的聚羟基链烷酸酯解聚酶包含一个或多个单位点突变。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述盐以约1.5m或更高，诸如约2m或更高的浓度存在，以及/或者所述接触在约45℃或更高，约50℃或更高，或者约55°或更高的温度处进行。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，所述消费后产品包括消费后个人护理产品。
6.如权利要求5所述的方法，其中在所述接触之前，所述消费后个人护理产品被诸如血液、尿、粪便或月经液的身体废物污染。
7.一种多肽，所述多肽包含修饰的聚羟基丁酸酯解聚酶，与seq id no:1相比，所述修饰的聚羟基丁酸酯解聚酶包含一个或多个单位点突变，所述修饰的聚羟基丁酸酯解聚酶的溶解度为约10mg/l或更高。
8.如权利要求7所述的多肽，所述修饰的聚羟基丁酸酯解聚酶的溶解度为约12mg/l或更高、约15mg/l或更高、约18mg/l或更高、或者约20mg/l或更高，以及/或者最适温度为约45℃或更高、约50℃或更高、或者约55℃或更高，以及/或者特异性为约0.30s-1mm-1或更高、约0.31s-1mm-1或更高、或者约0.33s-1mm-1或更高。
9.如权利要求7或权利要求8所述的多肽，与seq id no:5相比，所述修饰的聚羟基丁酸酯解聚酶包含至少一个突变，所述至...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·奎尔克，
申请(专利权)人：金伯利克拉克环球有限公司，
类型：发明
国别省市：
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