Laccase-Based Self-Amplifying Catalytic System Enables Efficient Antibiotic Degradation for Sustainable Environmental Remediation

基于漆酶的自扩增催化系统有效降解抗生素实现环境可持续修复

来源：ADVANCED SCIENCE

IF：17.521

摘要：抗生素污染给生态系统和人类健康带来了潜在的风险。漆酶（LAC）已成为一种有前途的生物催化剂，用于氧化环境中的有毒污染物，具有很高的催化效率；然而，它的大规模应用受到了酶的成本和对氧化还原介质的依赖。在此，开发了一种用于抗生素修复的新型自放大催化系统（SACS），不需要外部媒介物。在SACS中，从木质纤维素废物中提取的具有高活性的LAC的天然调解剂再生麴，启动了金霉素（CTC）的降解过程。随后，一个中间产物CTC327（通过分子对接被确定为LAC的活性介体）形成，然后开始一个可再生的反应循环，包括CTC327-LAC相互作用，刺激CTC生物转化，以及CTC327的自我放大释放，从而实现高效的抗生素生物修复。此外，SACS在生产木质纤维素降解酶方面表现出优异的性能，突出了其在木质纤维素生物质解构方面的潜力。为了证明其在自然环境中的有效性和可及性，SACS被用来催化原位土壤生物修复和秸秆降解。由此产生的四氯化碳降解率为93.43%，在耦合过程中，秸秆质量损失高达58.35%。SACS中的这种媒介物再生和废物到资源的转化为环境修复和可持续农业实践提供了一条有希望的途径。