分享一篇近期发表在Angew. Chem.上的研究进展，题为：Chemo-Enzymatic Depolymerization of Functionalized Low-Molecular-Weight Polyethylene。该工作的通讯作者是来自德国University of Greifswald的Uwe T. Bornscheuer和Ren Wei。
聚乙烯（PE）是世界上使用最广泛的塑料，年产量占所有塑料制品的四分之一以上，但它的不当废弃也带来了严重的环境问题。聚乙烯具有惰性的全碳主链，这使得它的生物降解或生物催化回收极为困难。目前，聚乙烯在工业上主要通过机械回收的方式再次利用，但从塑料混合物中分离出纯聚乙烯的困难性和再回收后聚合物材料性能的显著下降都大大降低了该方法的经济效益。化学回收虽然可以将聚乙烯转化为高附加值的烃类，但在能耗和工业化放大等方面仍面临挑战。
生物催化的聚合物化学回收有望在温和条件下实现聚合物向高附加值产物的高效转化，是高分子科学的前沿方向。例如，聚（对苯二甲酸乙二醇酯）（PET）的生物催化回收便已成功实现商业化。受此鼓舞，本文中作者从化学-酶法的角度向聚乙烯的降解回收发起了挑战。
首先，作者认为聚乙烯的有效降解无法通过一种酶来实现，而是需要多种酶的组合以催化级联降解过程。例如，此前工作中，作者通过醇脱氢酶、Baeyer-Villiger单加氧酶和脂酶的组合实现了聚乙烯醇的有效降解。对本文中聚乙烯的化学-酶法降解，作者也采取了类似的研究策略（图1）。
具体而言，作者选取了Mn为1800 g/mol的低分子量聚乙烯（LMWPE）为降解底物。5 g LMWPE被溶解在1:1的三氯苯和二氯乙烷中，加入mCPBA，加热超声反应过夜以引入羟基。随后，取10 mg预处理的聚合物加入pH = 7的PBS中，与过氧化物酶RpKatG（来自Ralstonia picketti，此前由专利所报道）和过氧化氢在室温下振荡反应24 h以进一步增加羟基含量。下一步，向上述反应体系中加入醇脱氢酶LkADH和Baeyer-Villiger单加氧酶（BVMO），以及NADPH和NADP+，室温反应24 h，以一锅实现羟基到酮羰基和酮羰基到酯键的转化。最后，加入商业可得的脂酶TLL或Thc_Cut1，升温至50 °C，再反应24 h以断裂酯键。
