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研究背景

聚氨酯（PU）是一種由多元醇和異氰酸酯合成的聚合物，因其優(yōu)異的隔熱和機(jī)械性能，廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、醫(yī)療和紡織品等領(lǐng)域。根據(jù)歐洲塑料協(xié)會（2023年）的數(shù)據(jù)，PU是全球第六大最常用的塑料，占全球塑料產(chǎn)量的5.3%，約4億噸。然而，PU的廣泛使用導(dǎo)致大量固體廢棄物的產(chǎn)生，且由于缺乏有效的回收機(jī)制，大多數(shù)PU廢棄物最終被填埋或焚燒。填埋場中的PU廢棄物自然分解緩慢，可能需數(shù)千年，并影響土壤pH值；焚燒則會產(chǎn)生有毒氣體和重金屬，造成生態(tài)毒性。近年來，PU的生物降解作為一種環(huán)保的回收方法迅速發(fā)展，能夠減少填埋空間并生成水、二氧化碳和生物質(zhì)。已有研究表明，某些微生物如銅綠假單胞菌A12和枯草芽孢桿菌MZA-75等能夠有效降解PU，但固體PU的降解效率仍較低，主要因其復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)和成分。盡管已有大量研究，PU生物降解的機(jī)制仍不明確，尤其是針對其軟鏈段和硬鏈段的降解。酯酶在軟鏈段降解中起關(guān)鍵作用，而硬鏈段的降解則更為困難，盡管某些酶如木瓜蛋白酶和胰凝乳蛋白酶顯示出降解氨基甲酸酯鍵的潛力。因此，發(fā)現(xiàn)新的高效酶或通過酶工程提高其催化效率，以實現(xiàn)PU的完全降解和回收，是當(dāng)前研究的重點。本研究旨在分離和表征一種高效降解PU的細(xì)菌LTX1，并通過多組學(xué)方法鑒定關(guān)鍵降解酶。