加拿大pc28

2025年6月12日，《ACS Catalysis》在线发表了加拿大PC28 周宁一课题组与南京师范大学周佳海课题组的合作研究成果“Structural Basis for the Enzyme-Polymer Binding Mechanism of Poly(vinyl alcohol) Esterase”。该研究聚乙烯醇脱乙酰酶（DacApva）与其乙酰化底物聚合物（PVA1788）的复合物晶体结构, 结合计算机模拟揭示了聚合物PVA1788与脱乙酰蛋白DacApva的结合模型，为工业聚合物绿色酶法去修饰化提供了理论基础。加拿大PC28 博士生吴彦霏，南京师范大学食品学院许雪霞博士和加拿大PC28 博士后殷超凡为同等贡献第一作者，加拿大PC28 周宁一教授和南京师范大学食品学院周佳海教授为论文通讯作者，上海交通大学为第一单位。

塑料污染已成为全球性环境挑战，而自然界中的微生物蕴藏着降解塑料的潜在“钥匙”。聚乙烯醇（PVA）及其乙酰化衍生物作为一种石油基的生物可降解塑料，在工业中广泛应用。前期，周宁一团队分离了一株利用聚乙烯醇的菌株Comamonas sp. NyZ500并从中筛选与鉴定出一种独特的PVA脱乙酰酶DacApva（Appl. Environ. Microbiol. 2021, 87 (8), e03016-20）。该酶能高效催化乙酰化PVA的脱乙酰反应，并具有广谱的O-乙酰化底物去修饰功能。然而，该酶如何识别并结合稳定碳-碳（C-C）链为主骨架聚合物的分子机制尚未知晓。

图1. DacApva 的晶体结构

本研究通过共结晶培养，利用PVA1788的亲水特性，成功解析了DacApva与PVA1788复合物的高分辨率晶体结构（图1）。通过复合物结构首次直接观察到了DacApva如何与碳-碳（C-C）骨架的聚乙烯醇聚合物的紧密结合。结构分析揭示，DacApva利用一个独特的疏水平台和强化的丝氨酸相互作用，在酶的活性部位牢牢“抓住”PVA底物。这一发现显著区别于该酶家族中多糖脱乙酰酶普遍依赖的精氨酸介导相互作用机制。基于复合物结构信息并结合生物化学实验和计算机模拟，研究者提出了聚合物-蛋白结合作用模型：DacApva可能首先通过丝氨酸与PVA预结合，随后像在轨道上滑动一样，沿着PVA的C-C主链移动，顺序地、连续地移除聚合物链上的乙酰基团（图2）。这项研究首次揭示了酶与C-C骨架聚合物结合的精确分子机制，为深入探究酶如何高效催化稳定C-C骨架聚合物的去修饰化反应，提供了重要的分子框架和理论模型。

图2. PVA1788结合DacApva顺序催化机制模型

本研究获得了国家重点研发计划（2024YFA0919000 to NZ），和江苏省合成生物学基础研究中心（BK20233003 to JZ）的资助。同时感谢上海同步辐射装置BL19U1线站工作人员在X射线数据收集过程中给予的帮助！！

原文链接：  //pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.5c01764