TR2021008657A2 - A PET-DEGRADING MUTANT ENZYME - Google Patents

A PET-DEGRADING MUTANT ENZYME

Info

Publication number
TR2021008657A2
TR2021008657A2 TR2021/008657 TR2021008657A2 TR 2021008657 A2 TR2021008657 A2 TR 2021008657A2 TR 2021/008657 TR2021/008657 TR 2021/008657 TR 2021008657 A2 TR2021008657 A2 TR 2021008657A2
Authority
TR
Turkey
Prior art keywords
petase
host cell
enzyme
pet
mutant
Prior art date
Application number
TR2021/008657
Other languages
Turkish (tr)
Inventor
Esra Aytan Begum
Original Assignee
Geneon Bi̇yoteknoloji̇ Arge Eği̇ti̇m Ve Danişmanlik Li̇mi̇ted Şi̇rketi̇
Filing date
Publication date
Application filed by Geneon Bi̇yoteknoloji̇ Arge Eği̇ti̇m Ve Danişmanlik Li̇mi̇ted Şi̇rketi̇ filed Critical Geneon Bi̇yoteknoloji̇ Arge Eği̇ti̇m Ve Danişmanlik Li̇mi̇ted Şi̇rketi̇
Priority to PCT/TR2021/050609 priority Critical patent/WO2022250622A1/en
Publication of TR2021008657A2 publication Critical patent/TR2021008657A2/en

Links

Abstract

Buluş, bir mutant PETase enzimi (mPETase), bunu kodlayan bir nükleik asit sekansı ve bunun hazırlanması için bir yöntem ile ilgili olup, burada mutant PETase enzimi, yabani tip IsPETase’ninkinden 3-5 kat daha yüksek bir PET parçalama aktivitesi gösterir.The invention relates to a mutant PETase enzyme (mPETase), a nucleic acid sequence encoding the same, and a method for its preparation, wherein the mutant PETase enzyme exhibits a PET cleavage activity 3-5 times higher than that of wild-type IsPETase.

Description

TARIFNAME PET PARÇALAYICI MUTANT BIR ENZIM Teknik Alan Bulus, gen mühendisligi alaniyla ilgilidir ve bir polietilen tereftalat (PET) parçalayici enzimin bir mutantini ve bunun uygulamalarini açiklamaktadir. Teknigin Bilinen Durumu Polietilen tereftalat (PET), en çok tüketilen plastiklerden biridir. Onlarca yildir, düsük maliyet, hafiflik, yüksek islenebilirlik ve biyolojik eylemsizlik özellikleri nedeniyle PET plastiklerin kullanimi çarpici bir biçimde artmistir; dolayisiyla, çevrede PET birikimi küresel bir sorun haline gelmistir. Bu birikimin bir sonucu olarak PET, dünyada en fazla miktarda kapali döngü ile geri dönüstürülen plastik olarak yerini almistir. Genel bir geri dönüstürme isleminde PET atiklari toplanir, tasnif edilir, balya haline getirilir, ezilir, yikanir, pul haline dogranir, eritilir ve pelet halinde ekstrüde edilip satisa sunulur. Daha sonra, geri dönüstürülmüs PET, giyim endüstrisi için kumaslar veya siseler veya blister ambalajlari vb. gibi yeni ambalajlar olusturmak için kullanilabilir. Bununla birlikte, plastiklerin bozulmayan özellikleri, plastiklerin kullanilmasinda büyük bir avantaj olarak görülürken, çevreci gruplar, hükümetler ve genel halk, okyanuslarda ve diger ekosistemlerde büyük miktarlarda PET atiginin birikmesi konusunda son derece endiselidir. Bu nedenle, PET'in etkili ve ekonomik bir sekilde geri dönüstürülmesi için fiziksel ve kimyasal yöntemler gelistirilmistir. Bu teknolojilerden biri, yeniden ekstrüzyon olarak da bilinen birincil geri dönüsümdür. Tektip plastik atiklarin (diger atik malzemelerle kirlenmemislerdir) yeniden ekstrüzyon döngüsüne girerek geri dönüstürüldügü PEI' geri dönüsümündeki en eski yöntemlerden biridir. Nihai malzeme, ikinci sinif ham madde olarak kullanilir veya ham plastiklere karistirilir. Ancak, tektip baslangiç malzemesi ihtiyaci ve düsük kaliteli nihai ürünler nedeniyle tercih edilmemektedir. PET plastik atiklarin geri dönüstürülmesi için bir baska yöntem de ikincil (mekanik) geri dönüsümdür. Bu islemde plastik malzeme kirleticilerden ayristirilarak granül haline getirilir. Diger atiklarin ayristirilmasinin ardindan, plastik malzeme küçük parçalara bölünür ve eritildikten sonra yeniden sekillendirilir. Bu uygulamalar sirasinda polimer yapisinda herhangi bir degisiklik olmamasina ragmen her uygulama sonrasinda plastik malzemede deformasyonlar meydana gelmektedir. Bu nedenle, bu yöntemle elde edilen nihai malzeme, gida ile temas eden ürünlerin imalatinda kullanilamaz. Diger taraftan, parçalanma hizinin artmasi nedeniyle nihai ürünün kalitesini düsürür ve renk bozulmasina neden olur. Kimyasal geri dönüsüm olarak da bilinen üçüncül geri dönüsüm, depolimerizasyon islemlerinin gerçeklestigi ve PET'in polimer formunun monomerik ve/veya oligomerik ham maddelere ayrildigi baska bir yöntemdir. Bu depolimerizasyon islemleri, solvoliz (çözücüler yardimiyla ayristirma) veya piroliz (oksijen, hava veya vakumsuz ortamda isi ile ayristirma) ile gerçeklestirilir. Elde edilen monomerler ve/veya oligomerler daha sonra yüksek kaliteli PET'i yeniden imal etmek veya diger sentetik kimyasallari yapmak için kullanilabilir. Ancak bu yöntem, kullanilan pahali ekipman ve kimyasallar nedeniyle ve ayrica çok yüksek sicakliklara ihtiyaç duyulmasi nedeniyle çok maliyetlidir. Teknigin bilinen durumunda gerçeklestirilen bir diger teknoloji ise kuaterner (enerji) geri dönüsümüdür. Plastik atiklarda depolanan, toplanmasi zor ve tehlikeli olan kimyasal enerjinin termal enerjiye dönüstürülmesi islemidir. Bununla birlikte, yakma islemi sirasinda açiga çikan koku tahris edicidir ve çogu zaman zehirlidir. Bu nedenle, insan ve çevre sagligi açisindan zararli sonuçlara neden olmaktadir ve ekolojik olarak tercih edilmemektedir. PET'in geri dönüsümü için yukarida açiklandigi gibi mekanik ve kimyasal uygulamalari içeren çesitli yöntemler gelistirilmis olsa da çok katmanli kirlilik gibi yan etkiler de ortaya çikmaktadir. Örnegin, yakma islemiyle açiga çikan birçok toksik yan ürün yer altina gömülür ve yagmur yoluyla yer alti sularina, ardindan denizlere ve oradan da besin zincirine tasinir. Plastigin mekanik yöntemlerle parçalanmasi, sifirdan plastik üretimine göre çok daha pahali bir islemdir; ayrica söz konusu plastiklerin madde yapitaslarini elde etmek her zaman mümkün olmamaktadir. Bu yöntemler arasindan üçüncül (kimyasal) geri dönüsüm, monomer seviyesinde geri dönüsümün mümkün oldugu bir islem olarak öne çiksa da, yüksek sicaklik uygulamalari nedeniyle büyük miktarlarda enerji tüketen çok büyük ölçekli ve çok asamali parçalama islemleri gerektirir. Bu dezavantajlar göz önüne alindiginda, son yillarda PET ve diger plastik atiklarin yerinde biyoremediasyonu veya biyoteknolojik yöntemlerle geri dönüstürülmesi önem kazanmistir. Çalismalar, özellikle ekonomik olarak sinirli imkanlarin oldugu durumlarda, plastik atik kontrolünde biyolojik parçalanmanin en etkili yöntem oldugunu göstermistir. Buna bagli olarak, plastik atiklarin geri dönüsümünde bakteri ve mantar mikroorganizmalari gibi biyoteknolojik araçlarin kullanimi artarak devam etmektedir. Bu biyoteknolojik araçlar arasinda bakteriler, biyo-dostu enzimatik reaksiyonlari yüksek verim ve düsük maliyetle gerçeklestirdikleri için önemli bir potansiyele sahiptir. Örnegin, Müller vd., 2005 yilinda ilk kez PET'in bir enzim tarafindan parçalanabilecegini göstermistir. PET, Thermob/'Üda fusca'da bulunan TfH (Thermob/fîda fusca hidrolaz) enzimi ile 55°C'de bir hafta süreyle isleme tabi tutulmus ve %50'Iik bir parçalanma etkinligi gözlemlenmistir. Bu gelismeyi takiben, PET'in parçalanmasinda yüksek aktiviteye sahip enzim arayislari da diger Thermobifida türlerine odaklanmistir; böylece, birkaç PET parçalayici enzimin varligi tespit edilmistir (Herrero Acero vd., 2011; Ribitsch vd. 2012); Ancak bu enzimlerin TfH kadar etkili olmadigi görülmüstür. enziminin varligi Sulaiman vd. tarafindan yapilan bir çalismada gösterilmistir. LCC, 70°C'de 24 saat boyunca PET ile inkübasyondan sonra %25'lik bir parçalanma etkinligi sergilemistir. Kawai vd. tarafindan 2014 yilinda yapilan baska bir çalismada, Saccharomonospora viridis organizmasindan elde edilen Cut190'in (kütinaz benzeri enzim), PET'in 63°C'de inkübasyonu sonucunda %27'ye varan bir parçalanma etkinligine sahip oldugu bildirilmistir. Mikrobiyal metabolizmalarin çesitliligi, çevresel onarimda büyük potansiyele sahip olmalarini saglamaktadir. Birçok bakterinin, PET'i degisen derecelerde parçalayabilen belirli hidrolazlar ürettigi gösterilmistir. Bununla birlikte, simdiye kadar kesfedilen hidrolazlarin çogu, nispeten yüksek sicakliklar gerektirir veya oda sicakliginda düsük parçalanma verimliligi gösterir. Son zamanlarda, PET'i enerji ve karbon kaynagi olarak kullanabilen bir gram negatif bakteri olarak [deme/la sakaiensis izole edilmistir. Bakteriler, iki önemli hidrolaz, yani PET hidrolaz (PETase - PETaz) ve MHET hidrolazi (MHETase - MHETaz) kullanarak PET'i parçalar. PETase, PET'i monomerik MHET'ye hidrolize ederken MHETase, MHET'yi etilen glikol ve tereftalat olarak parçalar. Ideone//a sakaiens/s tarafindan salgilanan PETase ve MHETase enzimlerinin PET depolimerizasyon mekanizmasi asagida gösterilmistir: PETase'nin yapisal analizi, enzimin bir PET Filmi üzerinde diger hidrolazlar ve esterazlara kiyasla daha yüksek aktivite sergiledigini ve çok büyük hidrofobik polimerler kullandigini ve bu nedenle benzersiz bir etki mekanizmasina sahip oldugunu göstermektedir. Daha spesifik olarak, Yoshida vd., 2016 yilinda PETase'nin katalitik aktivitesinin TfH'den 380 kat ve LCC'den 48 kat daha yüksek oldugunu göstermistir. Bu kesfin ardindan, PETase ile ilgili farkli teknikler ve uygulamalar yapilmaya baslanmistir. Örnegin, CN numarali patent belgesi, PEI' (polietilen tereftalat) plastiklerin zor parçalanmasi sorununu çözmeyi amaçlamakta ve bir PET hidrolitik enzim ekspresyon birimi, bu birime dayali olarak olusturulmus bir DNA rekombine vektörü ve vektörün bir uygulamasini saglamakta olup, burada vektör, PEl'ase'yi eksprese eden kolibasilleri etkili bir sekilde salgilayabilir. DNA rekombine vektör, kolibasil konakçi bakterilerde PET hidrolitik enzimin salgilama tipi sabit ekspresyonunu etkili bir sekilde saglayabilir. Vektörün besin çözeltisi, kayda deger Iipaz biyolojik aktivitesine sahiptir ve PET plastik Filmler sürekli kültür isleminde parçalanabilir. Böylece, PET plastiklerin biyolojik olarak parçalanmasi için bir genetik mühendisligi yaklasimi saglanmaktadir. CN numarali bir diger patent belgesi çevre bilimi alanina aittir ve bir PETase enzimini ve bir MHETase enzimini eksprese etmek için bir konakçi bakterinin yapim yöntemini, konakçi bakteri Pseudomonas put/'da ve Rhodococcus'dan olusan bir kompozit susu ve polietilen tereftalatin (PET) parçalanmasi için bir yöntemi açiklamaktadir. Kompozit sus, PETase enzimini ve MHTEase enzimini eksprese eden konakçi bakteri Pseudomonas put/'da ve Rhodococcusun karistirilmasiyla olusturulur ve PET'i parçalayacak ve ayni zamanda PET bozunma ürünü olan tereftalat ve etilen glikolün toksisite problemini çözecek ve böylece PET'in yesil parçalanmasini saglayacak sekilde yapilandirilir. Teknigin bilinen durumunda, PETase'nin etkinliginin arttirilmasi her zaman birincil PETase aktivitesi arttirilmis kristal PETase varyantlarinin hazirlanmasina yönelik bir yöntem ve söz konusu varyantlar kullanilarak PET'in ayristirilmasina yönelik bir yöntem açiklanmaktadir. Ayrica, söz konusu kristalden elde edilen PETase'nin üçüncül yapisi tanimlanmaktadir. parçalanmasi için umut vermis olsa da, yabani tip Ideone//a saka/ensis susunun PET plastigi parçalamadaki etkinligi, PET birikiminin artan ivmesi göz önünde bulunduruldugunda yeterli degildir. Bu nedenle, PET'i yüksek verimlilikle parçalayan alternatif enzim yapilarina, varyantlarina ve/veya mutantlarina ve buna uygun olarak PET geri dönüstürme islemlerine hala ihtiyaç duyulmaktadir. Bulusun Kisa Açiklamasi Bunu göz önünde bulundurarak, mevcut bulusun temel amaci, yabani tip IsPETase'nin düsük aktivitesi probleminin üstesinden gelmek ve yeni bir PEI'ase mutanti saglamaktir. Bu amaca ulasmak için mevcut bulus, yabani tip IsPETase baz alinarak amino asit bölgesi mutasyonuyla elde edilen bir PETase mutanti (mPETase) saglamaktadir. Burada kullanildigi sekliyle, "IsPETase" terimi, Ideone//a saka/lens/s organizmasinin PETase enzimidir ve PET polimerinde bulunan ester baglarini hidrolize eden bir esteraz türüdür. IsPETase, polietilen tereftalati (PET), bis(2-hidroksietil) tereftalat (BHET), m0no(2-hidroksietil) tereftalat (MHET), tereftalik asit (TPA) ve mono-etilen glikol gibi monomerlere ayristirir. Burada kullanildigi sekliyle, "PETase mutanti" veya "mPETase" terimi, yabani tip IsPETase ile karsilastirildiginda bir amino asit sekansinda bir veya daha fazla farkliliga sahip peptitleri; yani, yabani tip IsPETase sekansinin modifikasyonundan elde edilen peptitleri temsil eder. Bir uygulamaya göre, mPETase, bir ikame, ekleme, silme, modifikasyon ve bunlarin kombinasyonlarindan en az biri yoluyla yabani tip IsPETase'deki bir veya daha fazla amino asiti degistirerek hazirlanabilir. Mevcut bulusun baska bir amaci, SEQ ID NO: 1 ile temsil edilen yabani tip IsPETase'nin amino asit sekansinda en az bir amino asit ikamesine sahip bir mPETase saglamaktir. Mevcut bulusun baska bir amaci, SEQ ID NO: 1 ile temsil edilen amino asit sekansinin 245'inci pozisyonunda amino asit ikamesine sahip bir mPETase saglamaktir. Mevcut bulusun baska bir amaci, SEQ ID NO: 2 ile temsil edildigi gibi SZ45T amino asit ikamesine sahip bir mPETase saglamaktir. Burada kullanildigi sekliyle, "SZ45T" terimi, 245'inci pozisyondaki amino asitin serinden treonine dönüsecek sekilde mutasyona ugradigi anlamina gelir. Mevcut bulusun baska bir amaci, mPETase'yi kodlayan izole edilmis bir nükleik asit saglamaktir. Mevcut bulusun baska bir amaci, nükleik asiti içeren bir vektör saglamaktir. Burada kullanildigi sekliyle, "vektör" terimi, hedef proteinin uygun konakta eksprese edilebilmesi için uygun bir regülasyon sekansina islevsel olarak baglanan hedef proteini kodlayan bir polinükleotidin bir baz sekansini içeren bir DNA ürününü ifade eder. Regülasyon sekansi, transkripsiyonu baslatabilen bir promotörü, bu transkripsiyonu düzenleyen herhangi bir operatör sekansini, uygun bir mRNA ribozom baglama bölgesini kodlayan bir sekansi ve transkripsiyon ve translasyonun sonlandirilmasini düzenleyen bir sekansi içerebilir. Vektör, uygun bir konak hücreye dönüstürülebilir ve daha sonra, konak genomundan bagimsiz olarak kopyalanabilir veya islevsellestirilebilir. Vektör, konak genomunun kendisine entegre edilebilir. Bir uygulamaya göre, vektör, dogal veya rekombinant hallerinde plazmitleri, kozmitleri, virüsleri ve bakteriyofajlari içeren gruptan seçilir. Tercih edilen uygulamaya göre, vektör bir konak hücrede kopyalanabilir. Tercih edilen uygulamaya göre, vektör bir rekombinant vektördür. Mevcut bulusun baska bir amaci, izole edilmis nükleik asiti ve rekombinant vektörü içeren bir konak hücre saglamaktir. Mevcut bulusun baska bir amaci, mPETase'yi kodlayan nükleik asiti içeren rekombinant vektör ile transforme edilmis bir mikroorganizma saglamaktir. Burada kullanildigi sekliyle, "transformasyon" terimi, polinükleotit tarafindan kodlanan proteinin konak hücrede eksprese edilebilmesi için bir hedef proteini kodlayan bir polinükleotit içeren bir vektörün bir konak hücreye verilmesini ifade eder. Bir uygulamaya göre, konak hücre bakteri, mantar, maya, bitki ve hayvan (örnegin, memeli veya böcek) hücrelerini içeren gruptan seçilen bir veya daha fazla mikroorganizmayi içerir. Tercih edilen uygulamaya göre, konak hücre, Escherichia coli DH5ci ve Escherichia coli BL21(DE3)'ü içeren gruptan seçilir. Mevcut bulusun baska bir amaci, PETase mutantini hazirlamaya yönelik bir yöntem saglamaktir. Bir uygulamaya göre, söz konusu yöntem, PETase mutantinin bir konak hücrede eksprese edilmesini ve ardindan PETase mutantinin konak hücrenin bir kültüründen geri kazanilmasini içerir. Tercih edilen uygulamaya göre, konak hücre, Escherichia coli DH50 ve Escherichia coli BL21(DE3) ve bunlarin kombinasyonunu içeren gruptan seçilir. Mevcut bulus ayrica, PET'in mPETase ile islemden geçirilmesini içeren polietilen tereftalatin (PET) parçalanmasina yönelik bir yöntem de saglamaktadir. Sasirtici bir sekilde, 5245T amino asit Ikamesine sahip olan mPETase'nin enzim aktivitesinin, yabani tip IsPETase'ninkinden 3-5 kat daha yüksek oldugu bulunmustur. Bulus ile elde edilen mPETase, biyolojik olarak parçalanan PET plastik atiklarinda kullanildiginda daha etkilidir, artan bir substrat spesifitesine sahiptir, parçalanma adimlarini basitlestirir, parçalanma maliyetini düsürür ve belirgin ekonomik avantajlara sahiptir. Sekillerin Açiklamasi Sekil 1, bir haftalik inkübasyondan sonra süpernatantin absorbans degerlerini göstermektedir. Sekil için üç kopyanin ortalama degerleri kullanilmistir. 260 nm'deki absorbans degerleri, IsPETase için 0,78 ve mPETase için 3,8 olarak ölçülmüstür. Bulusun Ayrintili Açiklamasi Mevcut bulus, asagidaki uygulamalar ve örneklerle burada daha ayrintili olarak açiklanacaktir. Ancak, bu örnekler yalnizca mevcut bulusu açiklamak için verilmistir ve bulusun kapsamini sinirlandirmasi amaçlanmamistir. Mevcut bulus, yabani tip IsPETase baz alinarak amino asit bölgesi mutasyonuyla elde edilen mutant bir enzim olan bir PETase mutanti (mPETase) saglamaktadir. Burada kullanildigi sekliyle, "IsPETase" terimi, Ideone//a saka/Ensfs organizmasinin PETase enzimidir ve PET polimerinde bulunan ester baglarini hidrolize eden bir esteraz türüdür. IsPETase, polietilen tereftalati (PET), bis(2-hidroksietil) tereftalat (BHET), monomerlere ayristirir. Burada kullanildigi sekliyle, "PETase mutanti" veya "mPETase" terimi, yabani tip IsPETase ile karsilastirildiginda bir amino asit sekansinda bir veya daha fazla farkliliga sahip peptitleri; yani, yabani tip IsPETase sekansinin modifikasyonundan elde edilen peptitleri temsil eder. Bulusa göre, mPETase, bir ikame, ekleme, silme, modifikasyon ve bunlarin kombinasyonlarindan en az biri yoluyla yabani tip IsPETase'deki bir veya daha fazla amino asiti degistirerek hazirlanabilir. Bir uygulamaya göre, mevcut bulus, SEQ ID NO: 1 ile temsil edilen yabani tip saglamaktadir. Tercih edilen uygulamaya göre, söz konusu ikame, SEQ ID NO: 1 ile temsil edilen yabani tip IsPETase'nin amino asit sekansinin 245'inci pozisyonundadir. En çok tercih edilen uygulamaya göre, söz konusu amino asit ikamesi, SZ45T ikamesini içerir, bu da 245'inci pozisyondaki amino asitin serinden treonine dönüsecek sekilde mutasyona ugradigi anlamina gelir. Bu uygulamaya göre üretilen mPETase'nin amino asit sekansi, SEQ ID NO: 2 ile sunulmaktadir. Mevcut bulus ayrica, mPETase'yi kodlayan izole edilmis bir nükleik asit sekansi ve söz konusu nükleik asit sekansini içeren bir vektör ile ilgilidir. Burada kullanildigi sekliyle, "vektör" terimi, hedef proteinin uygun konakta eksprese edilebilmesi için uygun bir regülasyon sekansina islevsel olarak baglanan hedef proteini kodlayan bir polinükleotidin bir baz sekansini içeren bir DNA ürününü ifade eder. Regülasyon sekansi, transkripsiyonu baslatabilen bir promotörü, bu transkripsiyonu düzenleyen herhangi bir operatör sekansini, uygun bir mRNA ribozom baglama bölgesini kodlayan bir sekansi ve transkripsiyon ve translasyonun sonlandirilmasini düzenleyen bir sekansi içerebilir. Vektör, uygun bir konak hücreye dönüstürülebilir ve daha sonra, konak genomundan bagimsiz olarak kopyalanabilir veya islevsellestirilebilir. Vektör, konak genomunun kendisine entegre edilebilir. Bir uygulamaya göre, vektör, bunlarla sinirli olmamak üzere dogal veya rekombinant hallerinde plazmitler, kozmitler, virüsler ve bakteriyofajlar arasindan seçilir. Tercih edilen bir uygulamaya göre, vektör bir konak hücrede kopyalanabilir. Tercih edilen bir uygulamaya göre, vektör bir rekombinant vektördür. Mevcut bulus ayrica, izole edilmis nükleik asiti ve rekombinant vektörü içeren bir konak hücre içermektedir. Mevcut bulus ayrica, mPETase'yi kodlayan nükleik asiti içeren rekombinant vektör ile transforme edilmis bir mikroorganizma içermektedir. Burada kullanildigi sekliyle, "transformasyon" terimi, polinükleotit tarafindan kodlanan proteinin konak hücrede eksprese edilebilmesi için bir hedef proteini kodlayan bir polinükleotit içeren bir vektörün bir konak hücreye verilmesini ifade eder. Bir uygulamaya göre, konak hücre bakteri, mantar, maya, bitki ve hayvan (örnegin, memeli veya böcek) hücrelerini içeren gruptan seçilen bir veya daha fazla mikroorganizmayi içerir. Tercih edilen bir uygulamaya göre, konak hücre, Escherichia coli DH5ci ve Escherichia coli BL21(DE3)'ü içeren gruptan seçilir. Mevcut bulus ayrica, PETase mutantini hazirlamaya yönelik bir yöntemi içerir. Bir uygulamaya göre, söz konusu yöntem su adimlari içerir: - bir konak hücrenin bir vektör ile transforme edilmesi, - mutant PETase enziminin bir konak hücre kültüründe eksprese edilmesi ve o mutant PETase enziminin konak hücre kültüründen geri kazanilmasi Tercih edilen uygulamaya göre, konak hücre, Escherichia coli DH50 ve Escherichia coli BL21(DE3)'ü içeren gruptan seçilir. Tercih edilen uygulamaya göre, vektör, dogal veya rekombinant hallerindeki plazmitleri, kozmitleri, virüsleri ve bakteriyofajlari içeren gruptan seçilir. Mevcut bulus ayrica, PET'in mPETase ile islemden geçirilmesini içeren polietilen tereftalatin (PET) parçalanmasina yönelik bir yöntemi içerir. Tercih edilen uygulamaya göre, söz konusu polietilen tereftalat (PET) parçalama yöntemi ila 50°C'de gerçeklestirilir. Sasirtici bir sekilde, SZ45T amino asit ikamesine sahip olan mPETase'nin enzim aktivitesinin, yabani tip IsPETase'ninkinden 3-5 kat daha yüksek oldugu bulunmustur (bkz. Sekil 1). Mevcut bulus ile elde edilen mPETase, biyolojik olarak bozunan PET plastik atiklarinda kullanildiginda daha etkilidir, parçalanma adimlarini basitlestirir, parçalanma maliyetini düsürür ve belirgin ekonomik avantajlara sahiptir. Mevcut bulus asagidaki örneklere atifta bulunularak daha fazla açiklanmakta olup, burada örnekler mevcut bulusu sinirlamak yerine sadece mevcut bulusu açiklamak amaciyla kullanilmaktadir. Örnek 1. IsPETase'nin Üretimi Yabani tip PETase sekansi (IsPETase; Genebank erisim numarasi BBYR01000074.1; lokus etiketi ISF6_4831) Genebank'tan alinmistir. Sekansin Escherichia coli için kodon optimizasyonu ExpOptimizer (NovoPro) araciyla yapilmistir. Optimize edilmis sekans, protein saflastirma adimina yardimci olmak için ardisik alti histidin kalintisi ile etiketlenmistir. Ayrica, bu restriksiyon bölgeleri arasinda pET26b(+)vektöründe (Novagen, Almanya) klonlama gerçeklestirmek için gen sekansinin sirasiyla 5' ve 3' uçlarina Nde/ ve HmdIII enzim restriksiyon tanima sekanslari eklenmistir. Restriksiyon enzimi kesim bölgelerinin uzak uçta kalmasini önlemek ve sindirimin verimliligini arttirmak için her iki uca fazladan 6 nükleotid sekansi eklenmistir. Tasarlanan sekans Twist Bioscience (ABD) tarafindan yapay olarak sentezlenmis ve vektöre klonlama, restriksiyon endonükleaz sindirimi ve Iigasyonu sirasina göre yapilmistir. Klonlama susu olarak Escherichia coli DH5ci susu kullanilmistir. Kimyasal olarak kompetan E. coli DH5ci'yi üretmek için standart bir kalsiyum klorür yöntemi kullanilmis ve bakterilerin pET26b-IsPETase vektörü ile transformasyonu için isi soku yöntemi kullanilmistir. Transformantlar 0,05 mg kanamisin / mL LB agar üzerine kaplanmis ve gece boyunca 37°C'de büyütülmüstür. Koloni PCR, SEQ ID NO: 5 ve 6 olarak tanimlanan T7 promotör ve terminatör primerleri ile gerçeklestirilmistir. Rekombinant vektör, bir koloninin 37°C'de gece boyunca LB sivi ortamina alinmasi yoluyla klonlama susunda (E. coli DH5a) yeniden üretilmistir. Plazmit vektörleri, ileri çalismalar için GeneJET Plasmid Miniprep Kiti (ThermoFisher Scientific) ile izole edilmistir. Ekspresyon susu olarak Escherichia coli BL21(DE3) susu kullanilmistir. Kimyasal olarak kompetan E. coli BL21(DE3)'ü Üretmek için standart bir kalsiyum klorür yöntemi kullanilmis ve bakterilerin pET26b-IsPETase vektörü ile transformasyonu için isi soku yöntemi kullanilmistir. Transformantlar 0,05 mg kanamisin / mL LB agar üzerine kaplanmis ve gece boyunca 37°C'de büyütülmüstür. Örnek 2. mPETase'nin Tasarimi Bulus, yabani tip PETase (IsPETase) baz alinarak amino asit bölgesi mutasyonuyla elde edilen bir PET hidrolaz mutanti (mPETase) saglamaktadir. Bu enzimin korunan alanlari, protein motifleri ve akrabalari ile olan sekans benzerliklerini arastirmak için, Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) ile elde edilen benzer sekanslar ve en benzer 50 sekans, mutasyon seçimine yardimci olmak için Clustal Omega çoklu sekans hizalama aracinda kullanilmak üzere seçilmistir. Mutasyona, yabani tip enzime kiyasla gelismis PET plastik parçalama kapasitesine sahip bir mutant elde etmek için daha özel biyoinformatik araçlari kullanilarak karar verilmistir. Bölgeye yönelik mutajenez için Ser245 kalintisi seçilmistir. pozisyondaki amino asitin serinden treonine dönüsecek sekilde mutasyona ugradigi anlamina gelir. Örnek 3. Bölgeye Yönelik Mutajenez Üreticinin talimatlarina göre QuikChange Bölgeye Yönelik Mutajenez Kiti (Stratagene) kullanilarak mutasyon olusturulmustur. Amplifiye edilen plazmit, 1 saat boyunca 37°C'de 1 U DpnI ile islemden geçirilmistir. Kimyasal olarak kompetan E. coli DH5 ve E. coli BL21(DE3) suslarinin pET26b-mPETase vektörü ile transformasyonu, pET26b-IsPETase ile transformasyon ile ayni kosullar altinda gerçeklestirilmistir. Bölgeye yönelik mutajenez için kullanilan primerler, SEQ ID NO: 7 ve SEQ ID NO: 8 olarak tanimlanmistir. Örnek 4. Yabani Tip ve Mutant PETase Enzimlerinin Üretimi Örnek 4-1. Hizli Indüksiyonla Protein Ekspresyonu pET26b-IsPETase ve pET26b-mPETase ile henüz transforme edilmis E. coli BL21(DE3) hücrelerinin bir kolonisi, 30 ug/mL kanamisin ile takviye edilmis 5 mL LB ortamini asilamak için kullanilmis ve gece boyunca ayri sekilde 37°C'de ve 160 rpm'de kültive edilmistir. Gece boyunca süren kültür, 30 ug/mL kanamisin ile 5 mL LB ortami içinde Bunun üzerine, 30 ug/mL kanamisin ile esit hacimde LB ortami ve farkli nihai IPTG konsantrasyonlari (0,1, 0,5, 1, 2, 5 mM) protein üretiminin indüklenmesi için kültüre ilave edilmistir. Indüksiyon 37°C'de ve 160 rpm'de 4 saat devam etmistir. Hücreler, elde edilen hücre peletleri, üreticinin hücre peletinden protein saflastirma talimatlarina göre bir Promega MagneHisTM Protein Saflastirma Sistemi kullanilarak saflastirilmistir. Örnek 4-2. Yavas Indüksiyonla Protein Ekspresyonu pET26b-IsPETase ve pET26b-mPETase ile henüz transforme edilmis E. coli BL21(DE3) hücrelerinin bir kolonisi, 30 ug/mL kanamisin ile takviye edilmis 10 mL LB ortamini asilamak için kullanilmis ve gece boyunca ayri sekilde 37°C'de ve 160 rpm'de kültive edilmistir. Gece boyunca süren kültür, 300 mL LB ortamini 30 ug/mL kanamisin ile asilamak için kullanilmis ve OD600=-0,8-1'e ulasilana kadar inkübe edilmistir. Bunun üzerine, kültür 25°C'ye sogutulmus ve 0,1, 0,5, 1, 2, 5 mM gibi farkli nihai konsantrasyonlarda IPTG ile indüklenmistir. 25°C'de ve 160 rpm'de 20 saat sonra indüksiyon sonlandirilmistir. Hücreler, santrifüjleme (20 dakika, 4°C, 3,200 9) yoluyla toplanmistir. 300 mL hücre kültüründen elde edilen hücre peleti, 1 mM PMSF ile 15 mL PBS ( içinde yeniden süspanse edilmistir. Yeniden süspanse edilen hücreler, buzla sogutma altinda üç kez 30 saniyelik darbelerle sonikasyona tabi tutulmustur. Lizatlar santrifüjlenmistir (30 dakika, 4°C, 4,000 9) ve 0,2 um'lik bir membrandan filtre edilmistir. Hücre lizati, bir Promega MagneHisTM Protein Saflastirma Sistemi kullanilarak saflastirilmistir. Örnek 5. Protein Konsantrasyonlarinin Belirlenmesi Protein konsantrasyonu, Bio-Rad protein tahlil kiti (Bio-Rad Laboratories GmbH) ve protein standardi olarak bovin serum albümin ile belirlenmistir. SDS-PAGE gerçeklestirilmis ve proteinler Coomassie Brilliant Blue R-250 ile boyanmistir. Tüm kimyasallar, Sigma'dan (Almanya) analitik saflikta idi. Hizli indüksiyonla protein ekspresyonu sonrasi maksimum saflastirilmis protein miktari, Indüksiyonla protein ekspresyonu sonrasi maksimum saflastirilmis protein miktari, Örnek 6. Aktivite Analizi Örnek 6-1. PET Plastik Disklerin Hidrolizi Tüm enzim reaksiyonlari, ayni reaksiyon tamponu ( ile 1,5 mL mikrosantrifüj tüplerinde 1 mL'de gerçeklestirilmistir. PET'in PETase ile ayristirilma hizini analiz etmek için, enzim analizi için bir substrat olarak ticari bir PET su sisesi kullanilmis ve bir delgeç kullanilarak 5 mm'lik dairesel diskler halinde kesilmistir. Her numune, 5 M PETase (IsPETase veya mPETase) ile inkübe edilmistir. Tüpler 200 rpm'de bir sallama rafina yerlestirilmistir ve bir hafta boyunca 40°C'de inkübe edilmistir. 85°C'de dakika isitildiktan sonra, reaksiyon sonlandirilmistir. Bunun Üzerine, numune 4,000 g'de santrifüjlenmistir. Tüm deneyler üç kopya halinde gerçeklestirilmistir. Kontroller, enzim olmadan 1 mL tampon kullanilarak yapilmistir. Örnek 6-2. Toplam Ürün Olusumu Karsilastirmasi Zhong Johnson vb. (2021), PETase enzimi ile PET plastik parçalanmasi için yöntem kullanildiginda, enzim varyantlari arasindaki toplam birikmis ürünlerdeki kat farklarini ve ayrica ürün olusumunun göreceli hizlarini belirlemek için absorbans yönteminin kullanildigini bildirmis olup, kütle absorbansini göreceli enzim kinetigini gözlemlemek için bir yöntem olarak dogrulamistir. Alet körleme ve arka plan çikarma için reaksiyon tamponunun PET diski ile bos bir kontrolü yapilmistir. 40°C'de gerçeklestirilen kinetik reaksiyonlar için, bir haftalik inkübasyondan sonra 1,5 uL süpernatant numuneleri alinmis ve Nanofotometre N50 (Implen) üzerinde 260 nm'de ölçülmüstür. Nanofotometrede bildirilen degerler, 1 cm'lik bir yol uzunluguna dayanmaktadir. mPETase, IsPETase ile karsilastirildiginda artan PETase aktivitesi göstermistir. Treonin bulunan varyant, yabani tip enzimden neredeyse 4 kat daha yüksek ürün olusumu göstermistir (bkz. Sekil 1). Mevcut bulusun spesifik uygulamalari detayli olarak tarif edilmis olmasina ragmen, teknikte uzman kisiler, tarifnamede açiklanan ögretilere göre, bunlarda çesitli modifikasyonlarin ve degisikliklerin yapilabilecegini ve bu modifikasyonlarin ve degisikliklerin, mevcut bulusun kapsami dahilinde oldugunu anlayacaktir. Mevcut bulusun kapsami, ekteki istemler ve bunlarin herhangi bir esdegeri ile verilmektedir. TR DESCRIPTION A MUTANT PET DEGRADING ENZYME Technical Field The invention relates to the field of genetic engineering and discloses a mutant of a polyethylene terephthalate (PET) degrading enzyme and its applications. State of the Art Polyethylene terephthalate (PET) is one of the most consumed plastics. Over the decades, the use of PET plastics has increased dramatically due to their low cost, light weight, high processability and biological inertness; Therefore, accumulation of PET in the environment has become a global problem. As a result of this accumulation, PET has become the largest closed-loop recycled plastic in the world. In a general recycling process, PET waste is collected, sorted, baled, crushed, washed, chopped into flakes, melted and extruded into pellets and sold. The recycled PET is then used as fabrics for the clothing industry or as bottles or blister packs, etc. It can be used to create new packaging such as: However, while the non-degradable properties of plastics are seen as a major advantage in using plastics, environmental groups, governments and the general public are extremely concerned about the accumulation of large amounts of PET waste in oceans and other ecosystems. Therefore, physical and chemical methods have been developed to recycle PET effectively and economically. One of these technologies is primary recycling, also known as reextrusion. It is one of the oldest methods of recycling PEI, in which uniform plastic waste (not contaminated with other waste materials) is recycled by entering the re-extrusion cycle. The final material is used as second-class raw material or mixed into raw plastics. However, it is not preferred due to the need for uniform starting materials and low quality final products. Another method for recycling PET plastic waste is secondary (mechanical) recycling. In this process, plastic material is separated from contaminants and turned into granules. Following the sorting of other waste, the plastic material is cut into small pieces and reshaped after melting. Although there is no change in the polymer structure during these applications, deformations occur in the plastic material after each application. Therefore, the final material obtained by this method cannot be used in the manufacture of food contact products. On the other hand, due to the increased rate of disintegration, it reduces the quality of the final product and causes discoloration. Tertiary recycling, also known as chemical recycling, is another method in which depolymerization processes occur and the polymer form of PET is separated into monomeric and/or oligomeric raw materials. These depolymerization processes are carried out by solvolysis (decomposition with the help of solvents) or pyrolysis (decomposition with heat in oxygen, air or a non-vacuum environment). The resulting monomers and/or oligomers can then be used to remanufacture high-quality PET or make other synthetic chemicals. However, this method is very costly due to the expensive equipment and chemicals used and also because very high temperatures are required. Another technology realized in the state of the art is quaternary (energy) recycling. It is the process of converting chemical energy stored in plastic waste, which is difficult and dangerous to collect, into thermal energy. However, the odor released during the burning process is irritating and often toxic. Therefore, it causes harmful consequences for human and environmental health and is not ecologically preferred. Although various methods have been developed for the recycling of PET, including mechanical and chemical applications as explained above, side effects such as multilayer pollution also occur. For example, many toxic byproducts released by the incineration process are buried underground and carried by rain to groundwater, then to the seas, and from there to the food chain. Shredding plastic using mechanical methods is a much more expensive process than producing plastic from scratch; In addition, it is not always possible to obtain the building blocks of the plastics in question. Among these methods, tertiary (chemical) recycling stands out as a process where recycling is possible at the monomer level, but it requires very large-scale and multi-stage degradation processes that consume large amounts of energy due to high temperature applications. Considering these disadvantages, in situ bioremediation of PET and other plastic wastes or recycling them with biotechnological methods has gained importance in recent years. Studies have shown that biodegradation is the most effective method for controlling plastic waste, especially in situations where there are limited economic opportunities. Accordingly, the use of biotechnological tools such as bacterial and fungal microorganisms in the recycling of plastic waste continues to increase. Among these biotechnological tools, bacteria have significant potential as they carry out bio-friendly enzymatic reactions with high efficiency and low cost. For example, Müller et al. showed for the first time in 2005 that PET could be degraded by an enzyme. PET was treated with the TfH (Thermob/fîda fusca hydrolase) enzyme found in Thermob/'Üda fusca at 55°C for one week and a 50% degradation efficiency was observed. Following this development, searches for enzymes with high activity in the degradation of PET have also focused on other Thermobifida species; Thus, the presence of several PET-degrading enzymes has been detected (Herrero Acero et al., 2011; Ribitsch et al. 2012); However, it has been observed that these enzymes are not as effective as TfH. The presence of the enzyme Sulaiman et al. It was shown in a study conducted by. LCC exhibited a lysis efficiency of 25% after incubation with PET for 24 h at 70°C. Kawai et al. In another study conducted by et al. in 2014, it was reported that Cut190 (cutinase-like enzyme) obtained from the organism Saccharomonospora viridis had a degradation efficiency of up to 27% as a result of incubation of PET at 63°C. The diversity of microbial metabolisms makes them have great potential in environmental repair. Many bacteria have been shown to produce specific hydrolases that can degrade PET to varying degrees. However, most of the hydrolases discovered so far require relatively high temperatures or show low degradation efficiency at room temperature. Recently, [deme/la sakaiensis] has been isolated as a gram-negative bacterium that can use PET as an energy and carbon source. Bacteria break down PET using two important hydrolases, namely PET hydrolase (PETase - PETase) and MHET hydrolase (MHETase - MHETase). PETase hydrolyzes PET to monomeric MHET, while MHETase breaks down MHET to ethylene glycol and terephthalate. The PET depolymerization mechanism of PETase and MHETase enzymes secreted by Ideone//a sakaiens/s is shown below: Structural analysis of PETase shows that the enzyme exhibits higher activity on a PET Film compared to other hydrolases and esterases and uses very large hydrophobic polymers and therefore has a unique shows that it has a mechanism of action. More specifically, Yoshida et al. showed in 2016 that the catalytic activity of PETase is 380-fold higher than TfH and 48-fold higher than LCC. Following this discovery, different techniques and applications regarding PETase began to be developed. For example, patent document number CN aims to solve the problem of difficult degradation of PEI' (polyethylene terephthalate) plastics and provides a PET hydrolytic enzyme expression unit, a DNA recombinant vector based on this unit, and an application of the vector, where the vector is PEI'ase' It can effectively secrete coli-expressing coli. The DNA recombinant vector can effectively achieve the secretion-type stable expression of PET hydrolytic enzyme in colibacillus host bacteria. The nutrient solution of the vector has significant Ipase biological activity and PET plastic films can be degraded in the continuous culture process. Thus, a genetic engineering approach is provided for the biodegradation of PET plastics. Another patent document numbered CN belongs to the field of environmental science and describes a method of making a host bacterium to express a PETase enzyme and a MHETase enzyme in the host bacterium Pseudomonas put/ and a composite strain of Rhodococcus for the degradation of polyethylene terephthalate (PET). It describes a method. The composite strain is created by mixing the host bacteria Pseudomonas put/ and Rhodococcus expressing the PETase enzyme and the MHTEase enzyme and is configured to degrade PET and at the same time solve the toxicity problem of PET degradation product terephthalate and ethylene glycol, thus achieving green degradation of PET. . In the state of the art, increasing the activity of PETase always involves a method for preparing crystalline PETase variants with increased primary PETase activity and a method for separating PET using said variants. Additionally, the tertiary structure of PETase obtained from the crystal in question is defined. Although promising for its degradation, the effectiveness of wild-type Ideone//a saka/ensis strain in breaking down PET plastic is not sufficient considering the increasing acceleration of PET deposition. Therefore, alternative enzyme structures, variants and/or mutants that degrade PET with high efficiency and corresponding PET recycling processes are still needed. Brief Description of the Invention With this in mind, the main aim of the present invention is to overcome the problem of low activity of wild-type IsPETase and provide a new PEI'ase mutant. To achieve this goal, the present invention provides a PETase mutant (mPETase) obtained by amino acid region mutation based on wild type IsPETase. As used herein, the term "IsPETase" refers to the PETase enzyme of the Ideone//a joke/lens/s organism and is a type of esterase that hydrolyzes the ester bonds found in the PET polymer. IsPETase decomposes polyethylene terephthalate (PET) into monomers such as bis(2-hydroxyethyl) terephthalate (BHET), mOno(2-hydroxyethyl) terephthalate (MHET), terephthalic acid (TPA) and mono-ethylene glycol. As used herein, the term "PETase mutant" or "mPETase" refers to peptides having one or more differences in an amino acid sequence compared to wild-type IsPETase; that is, they represent peptides obtained from modification of the wild-type IsPETase sequence. According to one embodiment, mPETase may be prepared by changing one or more amino acids in wild-type IsPETase through at least one of a substitution, insertion, deletion, modification, or combinations thereof. It is another object of the present invention to provide an mPETase having at least one amino acid substitution in the amino acid sequence of the wild type IsPETase represented by SEQ ID NO: 1. Another object of the present invention is to provide an mPETase having an amino acid substitution at position 245 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. It is another object of the present invention to provide an mPETase having the SZ45T amino acid substitution as represented by SEQ ID NO: 2. As used herein, the term "SZ45T" means that the amino acid at position 245 is mutated from serine to threonine. It is another object of the present invention to provide an isolated nucleic acid encoding mPETase. It is another object of the present invention to provide a vector containing the nucleic acid. As used herein, the term "vector" refers to a DNA product comprising a base sequence of a polynucleotide encoding the target protein that is operably linked to a suitable regulatory sequence so that the target protein can be expressed in the appropriate host. The regulatory sequence may include a promoter capable of initiating transcription, any operator sequence that regulates such transcription, a sequence encoding a suitable mRNA ribosome binding site, and a sequence that regulates the termination of transcription and translation. The vector can be transformed into a suitable host cell and then replicated or functionalized independently of the host genome. The vector can be integrated into the host genome itself. According to one embodiment, the vector is selected from the group consisting of plasmids, cosmids, viruses and bacteriophages in their native or recombinant forms. According to the preferred embodiment, the vector may be replicated in a host cell. According to the preferred embodiment, the vector is a recombinant vector. It is another object of the present invention to provide a host cell containing the isolated nucleic acid and the recombinant vector. Another object of the present invention is to provide a microorganism transformed with a recombinant vector containing the nucleic acid encoding mPETase. As used herein, the term "transformation" refers to the introduction into a host cell of a vector containing a polynucleotide encoding a target protein so that the protein encoded by the polynucleotide can be expressed in the host cell. According to one embodiment, the host cell comprises one or more microorganisms selected from the group consisting of bacteria, fungi, yeast, plant and animal (e.g., mammalian or insect) cells. According to the preferred embodiment, the host cell is selected from the group consisting of Escherichia coli DH5ci and Escherichia coli BL21(DE3). It is another object of the present invention to provide a method for preparing a PETase mutant. According to one embodiment, the method includes expressing the PETase mutant in a host cell and then recovering the PETase mutant from a culture of the host cell. According to the preferred embodiment, the host cell is selected from the group consisting of Escherichia coli DH50 and Escherichia coli BL21(DE3) and combinations thereof. The present invention also provides a method for degradation of polyethylene terephthalate (PET) comprising treating the PET with mPETase. Surprisingly, the enzyme activity of mPETase with amino acid Substitution 5245T was found to be 3-5 times higher than that of wild-type IsPETase. The mPETase obtained by the invention is more effective when used in biodegradable PET plastic waste, has an increased substrate specificity, simplifies the degradation steps, reduces the degradation cost and has obvious economic advantages. Description of Figures Figure 1 shows the absorbance values of the supernatant after one week of incubation. Average values of three replicates were used for the figure. Absorbance values at 260 nm were measured as 0.78 for IsPETase and 3.8 for mPETase. Detailed Description of the Invention The present invention will be explained in more detail herein with the following applications and examples. However, these examples are provided solely to illustrate the present invention and are not intended to limit the scope of the invention. The present invention provides a PETase mutant (mPETase), which is a mutant enzyme obtained by amino acid region mutation based on wild type IsPETase. As used herein, the term "IsPETase" refers to the PETase enzyme of the Ideone//a joke/Ensfs organism and is a type of esterase that hydrolyzes the ester bonds found in the PET polymer. IsPETase decomposes polyethylene terephthalate (PET) into bis(2-hydroxyethyl) terephthalate (BHET) monomers. As used herein, the term "PETase mutant" or "mPETase" refers to peptides having one or more differences in an amino acid sequence compared to wild-type IsPETase; that is, they represent peptides obtained from modification of the wild-type IsPETase sequence. According to the invention, mPETase can be prepared by changing one or more amino acids in wild-type IsPETase through at least one of a substitution, insertion, deletion, modification, or combinations thereof. According to one embodiment, the present invention provides the wild type represented by SEQ ID NO: 1. According to the preferred embodiment, the substitution is at position 245 of the amino acid sequence of wild-type IsPETase represented by SEQ ID NO: 1. According to the most preferred embodiment, the amino acid substitution includes the SZ45T substitution, meaning that the amino acid at position 245 is mutated from serine to threonine. The amino acid sequence of mPETase produced according to this embodiment is presented as SEQ ID NO: 2. The present invention further relates to an isolated nucleic acid sequence encoding mPETase and a vector containing said nucleic acid sequence. As used herein, the term "vector" refers to a DNA product comprising a base sequence of a polynucleotide encoding the target protein that is operably linked to a suitable regulatory sequence so that the target protein can be expressed in the appropriate host. The regulatory sequence may include a promoter capable of initiating transcription, any operator sequence that regulates such transcription, a sequence encoding a suitable mRNA ribosome binding site, and a sequence that regulates the termination of transcription and translation. The vector can be transformed into a suitable host cell and then replicated or functionalized independently of the host genome. The vector can be integrated into the host genome itself. According to one embodiment, the vector is selected from, but not limited to, plasmids, cosmids, viruses and bacteriophages in their native or recombinant forms. According to a preferred embodiment, the vector can be replicated in a host cell. According to a preferred embodiment, the vector is a recombinant vector. The present invention further includes a host cell containing the isolated nucleic acid and the recombinant vector. The present invention further includes a microorganism transformed with a recombinant vector containing nucleic acid encoding mPETase. As used herein, the term "transformation" refers to the introduction into a host cell of a vector containing a polynucleotide encoding a target protein so that the protein encoded by the polynucleotide can be expressed in the host cell. According to one embodiment, the host cell comprises one or more microorganisms selected from the group consisting of bacteria, fungi, yeast, plant and animal (e.g., mammalian or insect) cells. According to a preferred embodiment, the host cell is selected from the group consisting of Escherichia coli DH5ci and Escherichia coli BL21(DE3). The present invention also includes a method for preparing the PETase mutant. According to one embodiment, the method comprises the steps of: - transforming a host cell with a vector, - expressing the mutant PETase enzyme in a host cell culture, and recovering that mutant PETase enzyme from the host cell culture. According to the preferred embodiment, the host cell, Escherichia coli DH50 and Escherichia coli BL21(DE3). According to the preferred embodiment, the vector is selected from the group consisting of plasmids, cosmids, viruses and bacteriophages in their native or recombinant forms. The present invention also includes a method for degradation of polyethylene terephthalate (PET) comprising treating the PET with mPETase. According to the preferred embodiment, said polyethylene terephthalate (PET) digestion method is carried out at up to 50°C. Surprisingly, the enzyme activity of mPETase with the SZ45T amino acid substitution was found to be 3-5 times higher than that of wild-type IsPETase (see Figure 1). mPETase obtained by the present invention is more effective when used in biodegradable PET plastic waste, simplifies the degradation steps, reduces the degradation cost, and has obvious economic advantages. The present invention is further explained by reference to the following examples, which are used only to illustrate the present invention rather than to limit it. Example 1. Production of IsPETase The wild-type PETase sequence (IsPETase; Genebank accession number BBYR01000074.1; locus tag ISF6_4831) was obtained from Genebank. Codon optimization of the sequence for Escherichia coli was performed with the ExpOptimizer (NovoPro) tool. The optimized sequence was tagged with six consecutive histidine residues to aid in the protein purification step. Additionally, Nde/ and HmdIII enzyme restriction recognition sequences were added to the 5' and 3' ends of the gene sequence, respectively, to perform cloning in the pET26b(+) vector (Novagen, Germany) between these restriction sites. An extra 6 nucleotide sequence was added to both ends to prevent restriction enzyme cut sites from remaining at the distal end and to increase the efficiency of digestion. The designed sequence was artificially synthesized by Twist Bioscience (USA) and cloning into the vector was performed in the order of restriction endonuclease digestion and ligation. Escherichia coli DH5ci strain was used as the cloning strain. A standard calcium chloride method was used to produce chemically competent E. coli DH5ci, and the heat shock method was used to transform bacteria with the pET26b-IsPETase vector. Transformants were plated on 0.05 mg kanamycin/mL LB agar and grown overnight at 37°C. Colony PCR was performed with T7 promoter and terminator primers identified as SEQ ID NO: 5 and 6. The recombinant vector was propagated in cloning broth (E. coli DH5α) by plating a colony onto LB broth overnight at 37°C. Plasmid vectors were isolated with the GeneJET Plasmid Miniprep Kit (ThermoFisher Scientific) for further studies. Escherichia coli BL21(DE3) strain was used as the expression strain. A standard calcium chloride method was used to produce chemically competent E. coli BL21(DE3) and the heat shock method was used to transform the bacteria with the pET26b-IsPETase vector. Transformants were plated on 0.05 mg kanamycin/mL LB agar and grown overnight at 37°C. Example 2. Design of mPETase The invention provides a PET hydrolase mutant (mPETase) obtained by amino acid region mutation based on wild type PETase (IsPETase). To investigate the sequence similarities of this enzyme with its conserved domains, protein motifs, and relatives, similar sequences obtained with the Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) and the 50 most similar sequences were selected for use in the Clustal Omega multiple sequence alignment tool to assist in mutation selection. The mutation was identified using more specific bioinformatics tools to obtain a mutant with improved PET plastic degradation capacity compared to the wild-type enzyme. The Ser245 residue was chosen for site-directed mutagenesis. It means that the amino acid at the position has mutated to change from serine to threonine. Example 3. Site-Directed Mutagenesis Mutation was created using the QuikChange Site-Directed Mutagenesis Kit (Stratagene) according to the manufacturer's instructions. The amplified plasmid was treated with 1 U DpnI for 1 hour at 37°C. Transformation of chemically competent E. coli DH5 and E. coli BL21(DE3) strains with the pET26b-mPETase vector was performed under the same conditions as transformation with pET26b-IsPETase. The primers used for site-directed mutagenesis are defined as SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 8. Example 4. Production of Wild Type and Mutant PETase Enzymes Example 4-1. Protein Expression by Rapid Induction A colony of E. coli BL21(DE3) cells just transformed with pET26b-IsPETase and pET26b-mPETase was used to inoculate 5 mL of LB medium supplemented with 30 µg/mL kanamycin and kept separately at 37°C overnight. and cultivated at 160 rpm. Overnight culture in 5 mL of LB medium with 30 µg/mL kanamycin. Then, an equal volume of LB medium with 30 µg/mL kanamycin and different final IPTG concentrations (0.1, 0.5, 1, 2, 5 mM). was added to the culture to induce protein production. Induction continued at 37°C and 160 rpm for 4 hours. The resulting cell pellets were purified using a Promega MagneHisTM Protein Purification System according to the manufacturer's instructions for purifying protein from the cell pellet. Example 4-2. Protein Expression by Slow Induction A colony of E. coli BL21(DE3) cells just transformed with pET26b-IsPETase and pET26b-mPETase was used to inoculate 10 mL of LB medium supplemented with 30 µg/mL kanamycin and kept separately at 37°C overnight. and cultivated at 160 rpm. Overnight culture was used to inoculate 300 mL of LB medium with 30 µg/mL kanamycin and incubated until OD600=-0.8-1 was reached. Thereupon, the culture was cooled to 25°C and induced with IPTG at different final concentrations such as 0.1, 0.5, 1, 2, 5 mM. Induction was terminated after 20 hours at 25°C and 160 rpm. Cells were collected by centrifugation (20 min, 4°C, 3,200 9). The cell pellet from 300 mL of cell culture was resuspended in 15 mL of PBS with 1 mM PMSF. The resuspended cells were sonicated with three 30-second pulses under ice-cooling. Lysates were centrifuged (30 min, 4°C, 4,000 rpm. 9) and filtered through a 0.2 µm membrane. Cell lysate was purified using a Promega MagneHisTM Protein Purification System. Example 5. Determination of Protein Concentrations Protein concentration was determined using the Bio-Rad protein assay kit (Bio-Rad Laboratories GmbH) and protein determined with bovine serum albumin as standard. SDS-PAGE was performed and proteins were stained with Coomassie Brilliant Blue R-250. All chemicals were of analytical grade from Sigma (Germany). Maximum amount of purified protein after protein expression by rapid induction, maximum amount of purified protein, Example 6. Activity Analysis Example 6-1. Hydrolysis of PET Plastic Discs All enzyme reactions were carried out at 1 mL in 1.5 mL microcentrifuge tubes with the same reaction buffer (). To analyze the rate of degradation of PET by PETase, a commercial PET water bottle was used as a substrate for enzyme analysis and cut into 5 mm circular disks using a hole punch. Each sample was incubated with 5 M PETase (IsPETase or mPETase). The tubes were placed on a shaking rack at 200 rpm and incubated at 40°C for one week. After heating at 85°C for 1 minute, the reaction was terminated. The sample was then centrifuged at 4,000 g. All experiments were performed in triplicate. Controls were performed using 1 mL of buffer without enzyme. Example 6-2. Total Product Formation Comparison Zhong Johnson etc. (2021) reported that the absorbance method was used to determine the fold differences in total accumulated products between enzyme variants as well as the relative rates of product formation when the method was used for PET plastic degradation with the PETase enzyme, validating mass absorbance as a method to observe relative enzyme kinetics. A blank check of the reaction buffer with a PET disk was performed for instrument blanking and background subtraction. For kinetic reactions performed at 40°C, 1.5 μL supernatant samples were taken after one week of incubation and measured at 260 nm on the Nanophotometer N50 (Implen). Values reported on the nanophotometer are based on a path length of 1 cm. mPETase showed increased PETase activity compared to IsPETase. The variant with threonine showed almost 4-fold higher product formation than the wild-type enzyme (see Figure 1). Although specific embodiments of the present invention have been described in detail, those skilled in the art will understand that various modifications and changes can be made therein according to the teachings set forth in the specification and that such modifications and changes are within the scope of the present invention. The scope of the present invention is given by the appended claims and any equivalent thereof.TR

Claims (14)

1.ISTEMLER . 1.CLAIMS. 2.SEQ ID NO: 1 ile temsil edilen amino asit sekansinda bir veya daha fazla amino asit ikamesine sahip bir mutant PETase enzimi olup, özelligi; PEI'ase mutantinin 245'inci pozisyonda bir amino asit ikamesi içermesidir. 2. It is a mutant PETase enzyme with one or more amino acid substitutions in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, and its feature is; The PEI'ase mutant contains an amino acid substitution at position 245. 3.Istem l'e göre bir mutant PETase enzimi olup, özelligi; bahsi geçen 245'inci pozisyondaki amino asitin, serinden treonine dönüsecek sekilde mutasyona ugramis olmasidir. 3. It is a mutant PETase enzyme according to claim 1, its feature is; The mentioned amino acid at the 245th position has been mutated to convert from serine to threonine. 4.Istem Z'ye göre bir mutant PETase enzimi olup, özelligi; söz konusu enzimin, SEQ Istem 3'e göre amino asit sekansini kodlayan bir nükleik asit sekansi olup, özelligi; nükleik asit sekansinin SEQ ID NO: 4 ile temsil edilmesidir. 4. It is a mutant PETase enzyme according to claim Z, its feature is; SEQ is a nucleic acid sequence encoding the amino acid sequence of said enzyme according to claim 3, characterized in that; The nucleic acid sequence is represented by SEQ ID NO: 4. 5.Istem 4'e göre nükleik asit sekansini içeren bir vektör. 5. A vector comprising the nucleic acid sequence according to claim 4. 6.Istem 5'e göre vektör olup, özelligi; vektörün plazmitleri, kozmitleri, virüsleri, yapay kromozomlari ve bakteriyofajlari içeren gruptan seçilmesidir. 6. It is a vector according to claim 5 and its feature is; The vector is selected from the group that includes plasmids, cosmids, viruses, artificial chromosomes and bacteriophages. 7.Istem 5 veya 6'ya göre vektör olup, özelligi; vektörün, bir konak hücrede kopyalanabilir olmasidir. 7. It is a vector according to claim 5 or 6, and its feature is; The vector is replicable in a host cell. 8.Istem 5 ila 7'den herhangi birine göre vektörü içeren bir konak hücre. 8. A host cell comprising the vector according to any one of claims 5 to 7. 9.Istem 8'e göre konak hücre olup, özelligi; konak hücrenin bakteri, mantar, maya, bitki ve hayvan hücrelerini içeren gruptan seçilen bir veya daha fazla organizmayi içermesidir. 9. It is a host cell according to claim 8 and its feature is; The host cell contains one or more organisms selected from the group including bacteria, fungi, yeast, plant and animal cells. 10.Istem 8 veya 9'a göre konak hücre olup, özelligi; konak hücrenin, Escherichia coli DH5c1 ve Escherichia coli BL21(DE3)'ü içeren gruptan seçilmesidir. 10. It is a host cell according to claim 8 or 9 and its feature is; The host cell is selected from the group consisting of Escherichia coli DH5c1 and Escherichia coli BL21(DE3). 11.Istem 3'e göre mutant PETase enzimini hazirlamaya yönelik bir yöntem olup, asagidaki adimlari içermektedir: o bir konak hücrenin istem 5'e göre bir vektör ile transforme edilmesi, o mutant PETase enziminin bir konak hücre kültüründe eksprese edilmesi ve . mutant PETase enziminin konak hücre kültüründen geri kazanilmasi11. A method for preparing the mutant PETase enzyme according to claim 3, comprising the steps of: transforming a host cell with a vector according to claim 5, expressing the mutant PETase enzyme in a host cell culture, and . Recovery of mutant PETase enzyme from host cell culture 12. Istem 11'e göre yöntem olup, özelligi; konak hücrenin, Escherichia coli DH5ci ve Escherichia coli BL21(DE3)'ü içeren gruptan seçilmesidir.12. It is a method according to claim 11 and its feature is; The host cell is selected from the group consisting of Escherichia coli DH5ci and Escherichia coli BL21(DE3). 13. Polietilen tereftalatin, istem 1 ila 3'ten herhangi birine göre mutant PETase enzimi ile islemden geçirilmesini Içeren, polietilen tereftalatin (PET) parçalanmasina yönelik bir yöntem.13. A method for degrading polyethylene terephthalate (PET), comprising treating the polyethylene terephthalate with the mutant PETase enzyme according to any one of claims 1 to 3. 14. Istem 13'e göre yöntem olup, özelligi; bahsi geçen yöntemin 30 ila 50°C'de gerçeklestirilmesidir. TR14. It is a method according to claim 13 and its feature is; The said method is carried out at 30 to 50°C. TR
TR2021/008657 2021-05-25 2021-05-25 A PET-DEGRADING MUTANT ENZYME TR2021008657A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/TR2021/050609 WO2022250622A1 (en) 2021-05-25 2021-06-15 A mutant pet degrading enzyme

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TR2021008657A2 true TR2021008657A2 (en) 2022-12-21

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ribitsch et al. Hydrolysis of polyethyleneterephthalate by p‐nitrobenzylesterase from Bacillus subtilis
JP7392029B2 (en) Novel esterases and their uses
US11345906B2 (en) Plastic degrading proteases
US10508269B2 (en) Polypeptide having a polyester degrading activity and uses thereof
JP6599767B2 (en) Aromatic polyester degrading enzyme and method for decomposing aromatic polyester using the enzyme
EP3441423A1 (en) Method for recycling plastic products
CN113667659A (en) Polypeptide with polyester degradation activity and application thereof
CA2909473A1 (en) Compositions and methods for biodegrading plastic
JP2023544194A (en) Mutations to improve PETase enzyme activity and thermostability
WO2008143150A1 (en) Gene-disrupted strain, recombinant plasmid, transformant and method of producing 3-carboxymuconolactone
Welsing et al. Upcycling of hydrolyzed PET by microbial conversion to a fatty acid derivative
Oh et al. Secretory production of an engineered cutinase in Bacillus subtilis for efficient biocatalytic depolymerization of polyethylene terephthalate
WO2022175592A1 (en) Enzymes, micro-organisms and uses thereof, and a method of degrading hydrocarbon chains
WO2022250622A1 (en) A mutant pet degrading enzyme
TR2021008657A2 (en) A PET-DEGRADING MUTANT ENZYME
Kaur et al. Recent Advancements and Mechanism of Plastics Biodegradation Promoted by Bacteria: A Key for Sustainable Remediation for Plastic Wastes
EP1849859B1 (en) Polyester plastic-degrading microorganism, polyester plastic-degrading enzyme and polynucleotide encoding the enzyme
JP2009207424A (en) Method for decomposing polyhydroxyalkanoic acid, microbial preparation and enzyme preparation
Pantelic et al. A novel Bacillus subtilis BPM12 with high bis (2 hydroxyethyl) terephthalate hydrolytic activity efficiently interacts with virgin and mechanically recycled polyethylene terephthalate
US20240132860A1 (en) Enzymes, micro-organisms and uses thereof, and a method of degrading hydrocarbon chains
CN116286727A (en) Cutinase variant, preparation method thereof and application thereof in plastic degradation
CN115975983A (en) Application of alkali-resistant broad-spectrum plastic degrading enzyme
Hinterberger MASTERARBEIT/MASTER’S THESIS
WO2024033572A1 (en) Enzymes, micro-organisms and uses thereof, and a method of degrading hydrocarbon chains
CN115029332A (en) Mutant protein of thermophilic PET hydrolase and application thereof