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Enhanced Extracellular Production of IsPETase in Escherichia coli via Engineering of the pelB Signal Peptide
Journal of Agricultural and Food Chemistry ( IF 5.7 ) Pub Date : 2021-02-12 , DOI: 10.1021/acs.jafc.0c07469 Lixia Shi 1, 2, 3 , Haifeng Liu 4 , Songfeng Gao 1, 2, 3 , Yunxuan Weng 5 , Leilei Zhu 2, 3
Journal of Agricultural and Food Chemistry ( IF 5.7 ) Pub Date : 2021-02-12 , DOI: 10.1021/acs.jafc.0c07469 Lixia Shi 1, 2, 3 , Haifeng Liu 4 , Songfeng Gao 1, 2, 3 , Yunxuan Weng 5 , Leilei Zhu 2, 3
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Poly(ethylene terephthalate) (PET) is one of the most commonly used plastics worldwide and its accumulation in the environment is a global problem. PETase from Ideonella sakaiensis 201-F6 was reported to exhibit higher hydrolytic activity and specificity for PET than other enzymes at ambient temperature. Enzymatic degradation of PET using PETase provides an attractive approach for plastic degradation and recycling. In this work, extracellular PETase was achieved by Escherichia coli BL21 using a Sec-dependent translocation signal peptide, pelB, for secretion. Furthermore, engineering of the pelB through random mutagenesis and screening was performed to improve the secretion efficiency of PETase. Evolved pelB enabled higher PETase secretion by up to 1.7-fold. The improved secretion of PETase led to more efficient hydrolysis of the PET model compound, bis (2-hydroxyethyl) terephthalic acid (BHET), PET powder, and PET film. Our study presents the first example of the increasing secretion of PETase by an engineered signal peptide, providing a promising approach to obtain extracellular PETase for efficient enzymatic degradation of PET.
中文翻译：
通过工程改造pelB信号肽增强大肠杆菌中Is PETase的细胞外产生
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是全球最常用的塑料之一，其在环境中的积累是一个全球性问题。据报道，在环境温度下，来自大阪伊德氏杆菌201-F6的PET酶表现出比其他酶更高的水解活性和对PET的特异性。使用PETase对PET进行酶促降解为塑料的降解和回收提供了一种有吸引力的方法。在这项工作中，大肠杆菌获得了细胞外PETaseBL21使用Sec依赖性易位信号肽pelB分泌。此外，通过随机诱变和筛选对pelB进行工程改造以提高PETase的分泌效率。不断发展的pelB使PETase的分泌增加了多达1.7倍。PETase分泌的改善导致PET模型化合物，双（2-羟乙基）对苯二甲酸（BHET），PET粉和PET膜的水解效率更高。我们的研究提出了一个工程信号肽增加PETase分泌的第一个例子，为获得细胞外PETase进行PET的有效酶降解提供了一种有前途的方法。
更新日期：2021-02-24
中文翻译：
通过工程改造pelB信号肽增强大肠杆菌中Is PETase的细胞外产生
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是全球最常用的塑料之一，其在环境中的积累是一个全球性问题。据报道，在环境温度下，来自大阪伊德氏杆菌201-F6的PET酶表现出比其他酶更高的水解活性和对PET的特异性。使用PETase对PET进行酶促降解为塑料的降解和回收提供了一种有吸引力的方法。在这项工作中，大肠杆菌获得了细胞外PETaseBL21使用Sec依赖性易位信号肽pelB分泌。此外，通过随机诱变和筛选对pelB进行工程改造以提高PETase的分泌效率。不断发展的pelB使PETase的分泌增加了多达1.7倍。PETase分泌的改善导致PET模型化合物，双（2-羟乙基）对苯二甲酸（BHET），PET粉和PET膜的水解效率更高。我们的研究提出了一个工程信号肽增加PETase分泌的第一个例子，为获得细胞外PETase进行PET的有效酶降解提供了一种有前途的方法。
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