ポリエチレンテレフタレート（PET）前駆体および潜在的な分解産物の合成と特性評価：毒性研究と新規のペタゼの発見における応用

ポリエチレンテレフタレート（PET）は広く使用されているため、自然界で非常に豊かになりました。それは一般に不活性で安全なプラスチックと見なされますが、バイオテクノロジーのアプローチを使用してPETを分解するための最近の努力の増加により、我々は、可能性のある劣化製品の構造分析とその生態毒性学的評価に関する情報の希少性を認識しました。したがって、この研究では、PET前駆体のグループに属する11の化合物と可能な分解産物が包括的に特徴付けられています。これらの化合物のうち7つは、1-（2-ヒドロキシエチル）-4-メチルテレフタレート、エチレングリコールビス（メチルテレフタレート）、メチルビス（2-ヒドロキシエチルテレフタハレート）、1,4-ベンゼンジカルボクシル酸、1,4-BIS [2- [2-[4-（メトキシカルボニル）ベンゾイル] oxy]エチル]エステルとメチルトリス（2-ヒドロキシエチルテレフタレート）は、モノ、1.5、ディ - 、2,5、および合成されたPETに対応しています。。これらの化合物のシリコの薬物性と物理化学的特性は、さまざまなプラットフォームを使用して予測されました。1000μg/mLでも抗菌特性は検出されませんでした。化合物の海洋細菌に対する系毒性への影響は、allivibrio fischeriが11匹のうち6人中6人が水生微生物に有害であると分類され、PETトリマーが最も有毒な人物の1人であることを証明しました。それに比べて、ほとんどの化合物は、PETダイマーおよびトリマーで測定された30μg/mLおよび50μg/mLの阻害濃度（IC50）値で、200μg/mLのヒト肺線維芽細胞（MRC-5）で毒性がありませんでした。PETモノマーを含むこれらの化合物のうち3つのみが、高濃度500μg/mLのエレガン菌に毒性がありました。アプリケーションの可能性に関しては、PETダイマーは、新規PETで過激化する酵素のスクリーニング、識別、特性評価に適した基質として使用できます。

Polyethylene terephthalate (PET) is widely used material and as such became highly enriched in nature. It is generally considered inert and safe plastic, but due to the recent increased efforts to break-down PET using biotechnological approaches, we realized the scarcity of information about structural analysis of possible degradation products and their ecotoxicological assessment. Therefore, in this study, 11 compounds belonging to the group of PET precursors and possible degradation products have been comprehensively characterized. Seven of these compounds including 1-(2-hydroxyethyl)-4-methylterephthalate, ethylene glycol bis(methyl terephthalate), methyl bis(2-hydroxyethyl terephtahalate), 1,4-benzenedicarboxylic acid, 1,4-bis[2-[[4-(methoxycarbonyl)benzoyl]oxy]ethyl] ester and methyl tris(2-hydroxyethyl terephthalate) corresponding to mono-, 1.5-, di-, 2,5- and trimer of PET were synthetized and structurally characterized for the first time. In-silico druglikeness and physico-chemical properties of these compounds were predicted using variety of platforms. No antimicrobial properties were detected even at 1000 μg/mL. Ecotoxicological impact of the compounds against marine bacteria Allivibrio fischeri proved that the 6 out of 11 tested PET-associated compounds may be classified as harmful to aquatic microorganisms, with PET trimer being one of the most toxic. In comparison, most of the compounds were not toxic on human lung fibroblasts (MRC-5) at 200 μg/mL with inhibiting concentration (IC50) values of 30 μg/mL and 50 μg/mL determined for PET dimer and trimer. Only three of these compounds including PET monomer were toxic to nematode Caenorhabditis elegans at high concentration of 500 μg/mL. In terms of the applicative potential, PET dimer can be used as suitable substrate for the screening, identification and characterization of novel PET-depolymerizing enzymes.