塑料废弃物与PET降解酶研究 - 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是使用量最大的饮料包装材料，广泛应用于碳酸饮料、饮用水、果汁等包装瓶以及食品、化工、药品包装等领域，带来了重大环境挑战 [2] - 现有PET水解酶存在序列多样性狭窄、性能欠佳的问题，实际应用受限 [2] VenusMine蛋白质大模型 - 研究团队开发了基于蛋白质大模型的酶挖掘模型VenusMine，融合蛋白质语言模型（PLM）与三维结构分析 [6] - 该模型能通过蛋白质序列、结构和功能之间的隐含映射规则，在海量蛋白数据库中高效挖掘同源性低但功能优异的酶分子 [2] - 以IsPETase晶体结构为模板，VenusMine识别并聚类目标蛋白质，通过PLM评估溶解性和热稳定性筛选出34种蛋白质进行生化验证 [7] KbPETase酶的性能突破 - 从Kibdelosporangium banguiense发现的KbPETase表现出极高的催化效率和热稳定性 [3] - KbPETase的最适酶活是模板IsPETase的97倍 [3] - 在30-60°C范围内，14种候选蛋白质表现出PET降解活性，其中KbPETase的熔解温度比IsPETase高32°C [8] - KbPETase的催化效率超过了FastPETase和LCC [9] - X射线晶体学和分子动力学模拟显示KbPETase具有保守的催化结构域和增强的分子内相互作用，支撑了其功能和热稳定性的提升 [12] 研究方法与成果 - 研究展示了一种新颖的深度学习方法，用于发现具有增强性能的天然PET水解酶 [13] - 研究成果发表在Nature Communications期刊，题为"Harnessing Protein Language Model for Structure-Based Discovery of Highly Efficient and Robust PET Hydrolases" [2]