Tối ưu hóa quy trình biểu hiện và tinh sạch MHETase-PETase trên hệ thống Escherichia coli

Abstract

PET (polyethylene terephthalate) là nhựa tổng hợp phổ biến nhưng khó phân hủy sinh học, góp phần gây ô nhiễm môi trường. Việc phát hiện hai enzyme PETase và MHETase từ vi khuẩn Ideonella sakaiensis đã mở ra hướng xử lý PET bằng công nghệ sinh học. Tuy nhiên, công nghệ biểu hiện và tinh sạch enzyme ghép MHETase-PETase trên Escherichia coli vẫn chưa tối ưu, đòi hỏi nhiều bước phức tạp. Nghiên cứu này tập trung tối ưu hóa điều kiện biểu hiện và đơn giản hóa quy trình tinh sạch enzyme ghép MHETase-PETase nhằm nâng cao hiệu suất và khả năng ứng dụng quy mô lớn. Kết quả cho thấy chủng E. coli BL21(DE3) đạt hiệu quả biểu hiện tốt nhất với điều kiện tối ưu là cảm ứng bằng 0,1 mM IPTG ở 30 ℃ trong 6 giờ. Quá trình tinh sạch chỉ cần một bước sắc ký ái lực Ni-NTA, thu được enzyme với hàm lượng 7,33 mg/mL. Khi khảo sát hoạt tính phân hủy PET, enzyme ghép MHETase-PETase bắt đầu phân hủy PET sau 7 ngày ở nồng độ 0,4 mg/mL, với mức độ phân hủy tăng đáng kể sau 28 ngày. Enzyme ghép thể hiện hoạt tính vượt trội so với PETase đơn lẻ, có thể phân hủy PET chỉ sau 48 giờ. Nghiên cứu này mở ra hướng ứng dụng enzyme trong công nghệ xử lý PET và tái chế nhựa bền vững.