主要塑料在现代生活的许多领域中不可或缺，但其在海洋环境中的积累已成为全球环境问题。可生物降解塑料被认为是一种有前景的缓解策略。大多数商业可用的可生物降解塑料都是可堆肥的，这意味着它们的降解是针对工业堆肥条件优化的，这些条件以高温、高微生物活性和湿度为特征。然而，一些可堆肥聚酯显示出有限的降解，因此可能在这些环境中持续存在。在海洋环境中，特别是在深海，低温和缺乏能够降解这些塑料的活微生物可以大大限制聚酯的降解，因此引发了对其环境持久性的担忧。最近的研究表明，将特定酶直接嵌入聚合物中可以增强其生物降解。然而，这些演示仅限于实验室或闭合系统的培育，而嵌酶聚酯是否能在自然海洋环境（特别是深海）中实现有效降解仍然未知。同时，实际部署需要提高生物降解性，同时不影响使用所需的机械性能。在这项研究中，通过在各种可堆肥聚酯膜和微珠中热嵌入南极酵母脂肪酶B（CaLB）或Humicola insolens cutinase（HiC），显示出显著加速其在沿海和深海环境中的降解，水深范围从2-6米到5503米。CaLB和HiC因其对脂肪族和芳香族-脂肪族聚酯的广泛水解活性而被选择。它们在冻干状态下的高热稳定性使其在热嵌入过程中保留催化活性。样品准备和在深海底部的部署示意图。酶嵌入聚酯的膜和微珠形式的准备示意图。酶通过在90-130°C下熔融挤出少于5分钟嵌入聚酯（PBS、PBSA、PCL和PBAT）中。然后，挤出物通过两条路径进行处理：压缩成型以生产嵌酶膜，或在硅油中均匀化以形成嵌酶微珠。所得材料封闭在聚乙烯（PE）网中：膜在1毫米孔径的网中，微珠在55微米孔径的网中。网被放置在样品室中，嵌酶样品和对照样品分开。聚酯的化学结构（不包括对照聚酯）。原位生物降解测试站点的地图。BMS和BHT靠近人口稠密的城市及往返东京湾的航运路线，观察到大量塑料碎片。BHT和BMJ是近冷渗漏和热液喷口的独特化学合成群落所在的地点。AKR位于黑潮延长环流漩涡南部，报告了大量塑料废物的积累。PJM是一个沿海环境，作为一个参考地点，靠近大城市。请参见补充表1b以获取关于放置位置的缩写。样品室用绿色渔网和锚重紧密包裹，以保持它们在海底。样品室由深海载人潜水器Shinkai 6500部署。新测试样本在BMS部署。部署5个月后的海底测试样本。表面形态、质量和厚度变化、降解速率、微生物群落组成和海水BOD被评估。在此，我们证明某些被广泛认为在海洋中持久的可堆肥聚酯在海洋环境中，包括在极端深海条件下，能够经历显著的生物降解。值得注意的是，在保持初始机械性能与无酶材料相似的情况下，通过使用微量酶负荷实现了高效降解，这支持了它们的实际适用性。本研究表明，酶嵌入策略使此类可堆肥聚酯在海洋降解同时保持材料性能，从而扩大了可候选生物可降解材料的范围，这些材料有潜力解决海洋环境中持久塑料的积累。嵌酶聚酯设计为了评估酶嵌入策略在各种海洋环境中的可行性，我们开发了一系列嵌酶可堆肥聚酯（PBS）。