Pseudomonas mendocina DS04-T菌株对聚羟基烷酸酯高分子材料降解行为研究

生物降解塑料是替代传统塑料的可生物降解高分子材料，目前应用最广的种类是聚羟基烷酸酯(PHAs)，PHAs主要包括聚3-羟基丁酸酯(PHB)、聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯) [Poly(3HB-co-4HB)]以及聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)等。本研究旨在从分析菌株Pseudomonas mendocina DS04-T对PHAs材料的降解特性、相关降解酶与底物的相互作用、降解产物分析、底物薄膜降解过程分析等方面着手，进一步了解掌握Pseudomonas mendocina DS04-T菌株对PHAs材料的降解行为。另外通过对PHAs降解产物的分析，还有利于进一步确立其降解产物的回收条件。这些研究将有助于实现PHAs相关制品的快速高效降解、完全降解和循环再生，而且对其进一步改性进而实现更广泛应用也具有借鉴意义。

本研究了Pseudomonas mendocina DS04-T菌株对聚羟基烷酸酯材料的降解行为。首先从发酵上清液中纯化到2种PHA解聚酶PHAase I 和 PHAase II，其相对分子量分别为59.4kDa和33.8 kDa。PHAase I的与P. mendocina ymp 基因组数据库(gi 146309376)中推测的PHB 解聚酶100%相匹配。而PHAaseII 属于α/β水解酶家族的一类脂肪酶，具有Lipase class 3的保守结构域。进一步研究了温度、pH、抑制剂及激活剂对酶活力的影响。其次，研究了P. mendocina DS04-T菌株对PHB、PHBV及P34HB三种PHA材料薄膜的降解过程，进一步采用SEM、TGA、DSC及WRD等手段分析降解过程，结果显示菌株对三种材料有着相似又不同的降解行为。如，不同的降解完成时间和相似的降解过程。第三，研究了菌株对PHA材料降解后的降解单体形成情况，结合正交试验及响应面试验等生物统计学手段优选出能够适于产生3-HB单体的发酵培养条件，为进一步利用该菌株降解PHA生产3-HB单体奠定了研究基础。