[发明专利]一种嗜热酯酶及其在降解PAEs中的应用

说明书

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，特别涉及一种嗜热酯酶及其在降解PAEs中的应用。

背景技术

各种各样的化学合成物质在人类的生活中起着至关重要的作用，它们改善了人们的生活，推动了人类社会文明的发展。但同时它们也污染了我们的地球，给我们的生存环境带来了极大的压力。还有一些化合物，它们对于环境的危害是经过多年的科学实验才验证的，此时，其在自然界中的蓄积范围和蓄积量已经达到了严重的地步。邻苯二甲酸酯（PAEs）类又称酞酸酯类，是大约30种化合物的总称，在生活中广泛使用，主要作为塑料制品的塑化剂，它在很低浓度时即具有生殖毒性，且它进入环境后，不易迅速降解，可在环境中蓄积和通过生物链富集，PAEs已成为全球最普遍的污染物之一。

目前一致认为，PAEs降解最有效的途径是微生物介导的生物降解，围绕PAEs的生物降解性研究主要应集中在三个方面：一是研究不同生物的降解代谢途径，二是分子机制的研究，关注负责催化反应的酶系、相关基因或操纵子结构。三是筛选适合和驯化的特异菌种及适宜的生物酶。

酯水解酶在PAEs的无害化降解中起着重要的作用，有一些具有初步催化功能的微生物被分离出来，但负责相关反应的酶却仅有数个得到表征。这些酶都是从生态环境单一的中温微生物中分离得到的，稳定性差，实际应用价值不大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种邻苯二甲酸酯的生物酶降解法，该方法可以快速降解邻苯二甲酸酯，并且反应条件粗放，可以在高温下进行，在酶变性剂、有机溶剂、金属离子等污染物的存在下，邻苯二甲酸酯还是可以快速的彻底降解。

本发明人发现了一种可以快速彻底降解邻苯二甲酸酯的酯酶，并且该酯酶热稳定性高，对酶变性剂、有机溶剂、金属离子耐受性好，催化活性高，从而可以将邻苯二甲酸酯快速彻底降解成邻苯二甲酸和相应的醇。

本发明的技术方案之一是：一种分离的酯酶，其特征在于，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本发明的技术方案之二是：一种酯酶融合蛋白，其特征在于，所述的酯酶融合蛋白是氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的酯酶添加一肽段后的融合蛋白，所述的肽段是表达亲和层析标签His-tag。

本发明的技术方案之三是：一种分离的编码所述的酯酶的核酸，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明的技术方案之四是：一种包含所述的核酸的重组表达载体。

本发明的技术方案之五是：一种重组表达转化体，其特征在于，该重组转化体包含所述的重组表达载体。

本发明的技术方案之六是：一种邻苯二甲酸酯的生物酶降解法，其特征在于，包括以下步骤，在含水介质中，在氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的酯酶或其融合蛋白的催化下，邻苯二甲酸酯进行水解反应，形成邻苯二甲单酸和醇，再形成邻苯二甲酸和醇。

本发明中，所述的酯酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。其是来源于嗜酸硫化芽孢杆菌（Sulfobacillus acidophilus）的酯酶。

本发明中，所述的酯酶可以从嗜酸硫化芽孢杆菌中分离获得，也可以从重组表达该酯酶的表达子中分离获得，也可以人工合成获得。

本发明中，较佳的，所述的酯酶由包括以下步骤的方法制备而得：培养含有编码氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的酯酶的核酸的表达载体的大肠杆菌，从发酵液中得到重组酯酶。

本发明中，所述的编码编码氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的酯酶的核酸可以从嗜酸硫化芽孢杆菌基因组中分离获得，也可以从含有该SEQ ID No.2所示的核酸的重组载体中或者重组表达转化提中分离获得，也可以全人工合成获得。

本发明中，如本领域技术人员所知，由于密码子的简并性，编码SEQ ID No.2的氨基酸序列的核苷酸序列不仅仅局限于嗜酸硫化芽孢杆菌基因组中相应的酯酶基因序列。本发明的酯酶的编码核苷酸序列也可以是编码序列表中SEQ ID No.2所示氨基酸序列的其他任何核苷酸序列。另外，还可以通过适当引入替换、缺失或插入来提供一个多聚核苷酸的同系物。较佳的，所述的编码SEQ ID No.2的氨基酸序列的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。