Avances en la investigación de estrategias para construir bacterias genéticamente modificadas que refuercen la biodegradación de microplásticos y sus mecanismos de acción

MA Shi-qi ,  

TU Chen ,  

YANG Bao-yun ,  

ZHANG Jie ,  

YANG Jie ,  

WANG Dan ,  

LIU Ying ,  

LI Cheng-tao ,  

LUO Yong-ming ,  

摘要

Las bacterias genéticamente modificadas pueden mejorar la eficiencia de la biodegradación de microplásticos (MPs) mediante la modificación dirigida de enzimas de degradación, la optimización de la regulación de expresión y el fortalecimiento de las rutas metabólicas, proporcionando nuevas ideas técnicas para el tratamiento de la contaminación por plásticos difíciles de degradar. Este artículo revisa las estrategias de construcción de bacterias genéticamente modificadas para fortalecer la biodegradación de microplásticos y sus mecanismos de acción, y resume los principales métodos para construir bacterias degradadoras eficientes, incluyendo la selección del hospedador de base, la identificación y modificación dirigida de enzimas degradativas, la optimización de los sistemas de expresión y secreción, así como la reconstrucción de rutas metabólicas y la optimización de la asimilación de productos; se resumen los avances en la degradación de tereftalato de polietileno (PET), poliésteres biodegradables y microplásticos poliolefínicos, y se comparan las diferencias entre tipos de plástico en los procesos de despolimerización enzimática y transformación metabólica; se explican los pasos clave en la mejora de la degradación a nivel molecular, incluyendo el aumento de la eficiencia de contacto entre la enzima y el polímero, el fortalecimiento de la capacidad de ruptura de la cadena principal del polímero, la promoción del transporte y asimilación de oligómeros y monómeros, y la construcción de sistemas de degradación cooperativa multi-enzima o multi-bacteriana. Finalmente, se señala la necesidad de fortalecer la búsqueda de elementos de degradación eficientes, optimizar la adaptabilidad ambiental de las bacterias genéticamente modificadas, diseñar liberaciones controladas y seguridad biológica, y construir sistemas de reacción a escala, proporcionando referencias teóricas y técnicas para el desarrollo de tecnologías de biodegradación de microplásticos y la gestión de la contaminación.

关键词

microplásticos;bacterias genéticamente modificadas;biodegradación;ingeniería enzimática;mecanismos de degradación

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