Investigasi Berkapasitas Tinggi terhadap Spesifisitas Pengikatan Modul Pengikat Karbohidrat untuk Polimer Sintetis dan Alami

Abstrak
Modul pengikat karbohidrat (CBM) adalah domain non-katalitik yang meningkatkan pengikatan enzim ke substrat. CBM tipe A menunjukkan potensi untuk merekayasa enzim pendegradasi plastik karena afinitasnya terhadap polimer sintetis. Studi ini menyajikan jalur penyaringan throughput tinggi untuk mengkarakterisasi afinitas dan spesifisitas CBM tipe A terhadap polimer sintetis polietilena tereftalat (PET), polistirena (PS), dan polietilena (PE), dan polisakarida selulosa, kitin, dan pati. Sekitar 800 CBM dari famili CBM2, CBM3, CBM10, dan CBM64 diekspresikan sebagai protein fusi protein fluoresen hijau (GFP) dan diuji untuk pengikatan menggunakan uji holdup yang dimodifikasi, yang menghasilkan hingga 10.000 titik data per hari. Penyaringan mengidentifikasi sekitar 150 pengikat untuk PET dan PE, sekitar 250 untuk PS, dan menunjukkan pola pengikatan khusus famili untuk avicel, kitin, dan pati. Untuk menunjukkan kegunaan praktis, empat CBM dengan afinitas PET tinggi digabungkan dengan PET hidrolase LCCICCG, yang meningkatkan aktivitas pada bubuk PET sekitar 5 kali lipat. Penggabungan enzim-CBM ini mengurangi ikatan kompetitif dengan kotoran plastik, sehingga meningkatkan kinerja dalam uji plastik campuran. Pekerjaan ini memperluas repertoar pengikatan CBM secara signifikan ke polimer sintetis, memajukan pemahaman kita tentang interaksi CBM-substrat, dan memberikan pengetahuan untuk merekayasa enzim guna mengatasi polusi plastik, terutama jika plastik campuran menimbulkan tantangan yang signifikan.