[发明专利]用于降解拟除虫菊酯的方法和物质

说明书

参考序列表

本说明书附有包括SEQ ID NOS：1-4的序列表，将其全文通过引用合并入本文。

发明领域

本发明涉及用于降解拟除虫菊酯例如氯菊酯的方法，用于进行该降解的酶促组合物，以及其它方面。

背景

拟除虫菊酯是与由菊花产生的天然杀虫剂除虫菊素相似的一组人造杀虫剂。拟除虫菊酯被广泛用于控制各种昆虫。拟除虫菊酯抑制昆虫的神经系统。存在在化学结构和暴露的症状上不同的两种类型。I型拟除虫菊酯包括烯丙菊酯、胺菊酯、苄呋菊酯、右旋苯醚菊酯、生物苄呋菊酯和氯菊酯。II型拟除虫菊酯的一些实例是氯氰菊酯、氟氯氰菊酯、溴氰菊酯、苯醚氰菊酯、氰戊菊酯和氟氰胺菊酯。I和II型拟除虫菊酯都抑制昆虫的神经系统。该抑制在神经细胞膜的钠离子通道上发生。一些拟除虫菊酯也影响称为GABA的神经递质的作用。在许多用于控制昆虫的商业产品(包括家用杀虫剂、宠物喷雾剂(pet sprays)和洗发剂)中发现有拟除虫菊酯。一些拟除虫菊酯也用作直接用于头的虱治疗和用作可用于衣服的驱蚊剂。

氯菊酯是拟除虫菊酯种类的杀虫剂的成员。由于氯菊酯对水生生物的高毒性，因此，除了用作大面积蚊子杀成虫剂外，其为美国环境保护署(United States Environmental Protection Agency，EPA)对于农作物和大面积应用限制使用的杀虫剂。然而，其被分类为用于住宅和工业应用的普遍使用的杀虫剂。根据EPA数据，每年有大约2百万磅氯菊酯被用于农业、住宅和公共卫生使用场所。

氯菊酯，除了其由人使用时具有相对安全性以外，还以昆虫/节肢动物驱除性著称。因此，氯菊酯的另一个主要用途是在地毯料(carpeting)制造中用作防蛀剂。作为制造过程的部分，会产生含氯菊酯的废水(effluent)。所得的废水对地毯制造工业产生了处理和处置问题，因为由于其潜在的毒性，废水不能直接排放入环境。

因此，必须小心操作，因为已知如果不注意地将其引入水流或水循环的话，氯菊酯可毒害鱼类。在哺乳动物中，氯菊酯通过改变神经膜钠通道的正常生物化学和生理学来改变神经功能。人的中毒症状包括皮肤和眼睛的刺激、对声音或触摸的易怒性、异常的面部感觉、皮肤上的刺痛、麻刺或发痒(creeping)的感觉、麻木、头痛、眩晕、恶心、呕吐、腹泻、过度唾液分泌和疲劳。

因此需要无毒的、环境安全和用户友好的、能够解除废水以及其他溶液和混合物中的氯菊酯毒性的拟除虫菊酯去污染剂，例如氯菊酯去污染剂。还需要可作用于不存在于溶液中的氯菊酯的拟除虫菊酯去污染剂，例如氯菊酯去污染剂。本文中所示的公开内容满足和解决了这些需要。

概述

本文中提供了降解拟除虫菊酯例如氯菊酯的方法，所述方法包括将拟除虫菊酯与含有有机磷水解酶(organophosphate hydrolase，OPH)的组合物接触。本文中还提供了降解样品中的拟除虫菊酯例如氯菊酯的方法，所述方法包括将样品与含有有机磷水解酶(OPH)的组合物接触。在一个方面，拟除虫菊酯例如氯菊酯被完全降解。在另一个方面，拟除虫菊酯例如氯菊酯被部分降解。

本文中还提供了使样品中的拟除虫菊酯例如氯菊酯失活的方法，所述方法包括将样品与含有OPH的组合物接触。

本文中还提供了使样品中拟除虫菊酯例如氯菊酯的活性降低的方法，所述方法包括将样品与含有OPH的组合物接触。在一个方面，样品具有在大约6.5至9.0范围内的pH。在另一个方面，pH为大约8.5。在另一个方面，将样品的pH调整至8.5。在一个方面，样品的温度在大约20℃至30℃的范围内。在另一个方面，样品的温度是大约22℃。

在一个方面，含有拟除虫菊酯的样品例如含有氯菊酯的样品是来自制造过程的废水。在一个方面，所述制造过程包括用拟除虫菊酯例如氯菊酯处理地毯料。

本文中还提供了降解样品中的拟除虫菊酯例如氯菊酯的方法，所述方法包括将样品与含有表达OPH的微生物的组合物接触。在一个方面，所述微生物是细菌。

本文中还提供了降解拟除虫菊酯的组合物例如降解氯菊酯的组合物，所述组合物包含至少一种分离的酶。在一个方面，降解拟除虫菊酯的组合物例如降解氯菊酯的组合物包含OPH。在一个方面，提供了OPH用于降解拟除虫菊酯的用途。

附图概述

附图被合并入本说明书中并且构成本说明书的一部分，其举例说明了各种实施方案。

图1图解说明了在15分钟的时间过程中样品中剩余的氯菊酯的量。

图2举例说明了OPH的降解氯菊酯的活性作为温度的函数。OPH活性表示为每克酶的OPH单位数。