Designing sustainable biobased and/or biodegradable plastics opens up opportunities to achieve a low-carbon society and overcome plastic pollution. Bioplastics manufactured from renewable resources are being designed to feature a minimal carbon footprint and complete biodegradability/compostability. Among them, naturally occurring polyhydroxyalkanoates (PHAs) have currently received increasing attention from academia and industry. A symbolic state-of-the-art PHA industry is a rapidly growing market of PHBH TM Kaneka polymers that display excellent marine biodegradability. From an academic perspective, there have been several major breakthroughs in the PHA research field starting with the pioneering works of genetically engineered platforms for the production of artificial PHAs. The discovery of a lactate-polymerizing enzyme enabled us to produce lactate-based PHAs in one-pot microbial systems, whereas polylactide and other relevant copolymers are currently synthesized via biological and chemical processes. This proof-of-concept has been implemented in practical integrated bioprocesses for carbon-neutral polymer production starting from renewable raw bioresources. Challengingly, the photosynthetic machinery RuBisCO (ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase), has also been applied to synthesize glycolate-based copolymers as a CO 2 fixation model in the current project. Such game-changing technologies contribute to realizing a circular bioeconomy through the utilization of CO 2 . This review presents the current progress in evolving microbial polymerization systems, including the direct secretion of polymerized products and the creation of sequence-regulated polyesters, which have been considered nearly impossible biological events to date. Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are biobased and biodegradable materials. The artificial PHAs, such as lactate-based polymers, synthesized by engineered platforms expand the range of physical properties. The artificial polymers with superior properties are produced mainly from CO 2 -derived biomass using microbial platform with engineered enzymes. The oligomers can be secreted from cells and derivatized into high-molecular-weight polymers through assembling with other segments. The review summaries recent advances in the biosynthesis and biodegradation of artificial PHAs and oligomers.

中文翻译：

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向可持续塑料工业发展的聚羟基链烷酸酯合成系统

设计可持续的生物基和/或可生物降解塑料为实现低碳社会和克服塑料污染提供了机会。由可再生资源制造的生物塑料被设计为具有最小的碳足迹和完全的生物降解性/可堆肥性。其中，天然存在的聚羟基链烷酸酯（PHA）目前越来越受到学术界和工业界的关注。一个象征性的最先进的 PHA 行业是一个快速增长的 PHBH TM Kaneka 聚合物市场，它显示出优异的海洋生物降解性。从学术角度来看，从用于生产人工PHA的基因工程平台的开创性工作开始，PHA研究领域出现了几项重大突破。乳酸聚合酶的发现使我们能够在一锅微生物系统中生产基于乳酸的 PHA，而聚乳酸和其他相关共聚物目前是通过生物和化学过程合成的。这种概念验证已在从可再生原始生物资源开始的用于碳中性聚合物生产的实用集成生物过程中实施。具有挑战性的是，光合机制 RuBisCO（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶）也已应用于合成基于乙醇酸的共聚物，作为当前项目中的 CO 2 固定模型。这种改变游戏规则的技术有助于通过利用 CO 2 实现循环生物经济。本综述介绍了微生物聚合系统的当前进展，包括聚合产物的直接分泌和序列调节的聚酯的产生，迄今为止，这被认为是几乎不可能发生的生物事件。聚羟基链烷酸酯 (PHA) 是生物基和可生物降解的材料。通过工程平台合成的人工 PHA，例如基于乳酸盐的聚合物，扩大了物理性质的范围。具有优异性能的人造聚合物主要由 CO 2 衍生的生物质使用微生物平台和工程酶生产。低聚物可以从细胞中分泌出来，并通过与其他片段的组装衍生为高分子量聚合物。该综述总结了人工 PHA 和低聚物的生物合成和生物降解的最新进展。迄今为止，这被认为是几乎不可能发生的生物事件。聚羟基链烷酸酯 (PHA) 是生物基和可生物降解的材料。通过工程平台合成的人工 PHA，例如基于乳酸盐的聚合物，扩大了物理性质的范围。具有优异性能的人造聚合物主要由 CO 2 衍生的生物质使用微生物平台和工程酶生产。低聚物可以从细胞中分泌出来，并通过与其他片段的组装衍生为高分子量聚合物。该综述总结了人工 PHA 和低聚物的生物合成和生物降解的最新进展。迄今为止，这被认为是几乎不可能发生的生物事件。聚羟基链烷酸酯 (PHA) 是生物基和可生物降解的材料。通过工程平台合成的人工 PHA，例如基于乳酸盐的聚合物，扩大了物理性质的范围。具有优异性能的人造聚合物主要由 CO 2 衍生的生物质使用微生物平台和工程酶生产。低聚物可以从细胞中分泌出来，并通过与其他片段的组装衍生为高分子量聚合物。该综述总结了人工 PHA 和低聚物的生物合成和生物降解的最新进展。通过工程平台合成，扩大了物理性质的范围。具有优异性能的人造聚合物主要由 CO 2 衍生的生物质使用微生物平台和工程酶生产。低聚物可以从细胞中分泌出来，并通过与其他片段的组装衍生为高分子量聚合物。该综述总结了人工 PHA 和低聚物的生物合成和生物降解的最新进展。通过工程平台合成，扩大了物理性质的范围。具有优异性能的人造聚合物主要由 CO 2 衍生的生物质使用微生物平台和工程酶生产。低聚物可以从细胞中分泌出来，并通过与其他片段的组装衍生为高分子量聚合物。该综述总结了人工 PHA 和低聚物的生物合成和生物降解的最新进展。