塑料聚合物分子量大,微生物难以直接吸收,但微生物分泌的胞外酶可将大分子聚合物分解成小分子脂肪酸加以吸收利用。据目前研究,真菌、细菌、放线菌中均存在可分泌胞外酶降解塑料聚合物的菌种。
1.1.1 黑曲霉
黑曲霉菌可分泌漆酶、酯酶、柠檬酸、淀粉酶、脂肪酶、纤维素酶、木聚糖酶和蛋白酶等高活性酶[14]。黑曲霉的菌丝结构可以延伸分布在塑料聚合物表面并穿透表层使酶更有效地分解塑料大分子,进而产生脂肪酸,被微生物代谢吸收。Otake等人[15]研究亦证明塑料被生物降解的部分多集中于黑曲霉菌丝覆盖的地方。漆酶是降解聚乙烯、尼龙66等塑料树脂的重要酶,也是黑曲霉降解塑料聚合物的关键酶[14-17]。漆酶是含铜的多酚氧化酶,典型漆酶的活性中心含有四个铜离子,是肽链以铜为中心围绕形成球形或杯状。如图1所示,漆酶中的铜离子分为三类,即一个T1-Cu、一个T2-Cu和两个T3-Cu,它们组合成为T1-Cu核心和T2-T3-Cu核心,其中T1-Cu接近酶表面,是氧化聚合物的关键。在降解过程中,T1-Cu从底物夺取电子,将正二价铜转化为Cu+,再将电子转给T2-T3-Cu核心,产生以氧为中心的自由基化合物从而加速分解反应,最终氧在T2-T3-Cu核心生成水[18]。