[发明专利]磁力固定化的杀微生物酶

说明书

本发明提供用于减少植物、动物、织物和由此所得产品中的微生物污染或感染的组合物和方法。本发明还提供用于减少人类感染的组合物和方法。具体地说，本发明提供在一种组分中包含抑细菌酶、杀细菌酶、抑真菌酶或杀真菌酶和在另一种组分中包含这些酶的底物的固体磁纳米颗粒。这些组合物处于休眠状态，且在暴露于水合作用和氧气时变得有活性。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年5月18日提交的美国临时申请号62/163,032和于2015年9月8日提交的美国临时申请号62/215,713的权益，两者通过引用以其全文结合在此。

技术领域

本发明提供用于减少植物、动物、织物和由此所得产品中的微生物污染或感染的组合物和方法。本发明还提供用于减少人类感染的组合物和方法。具体地说，本发明提供在一种组分中包含抑细菌酶、杀细菌酶、抑真菌酶和杀真菌酶和在另一种组分中包含这些酶的底物的固体磁纳米颗粒。这些组合物处于休眠状态，且在暴露于水合作用和氧气时变得有活性。

背景技术

污染和感染性微生物显著降低世界范围内农产品和动物产品的产量、质量和安全性。仅在美国，所造成的经济损失为每年数百亿美元。此外，当前用于减少动物感染的方法依赖于留在食物链中并产生多重抗药性的“超级细菌”的抗生素的有害过度使用。这些细菌经过选择而在医学上重要的抗生素的存在下存活下来，并成为人类健康的重大威胁。

种子可跨农场、州际和国家间传播植物疾病。此类疾病的控制可以从种子着手。种子处理应保护种子免受病原体如细菌、病毒和真菌的侵害。因此，高质量、无病种子是获得较高植物产量和食品安全的重要组成部分。

例如，美国的番茄生产受到细菌性叶斑病(BLS)的严重威胁，这种病是由黄单胞菌属(Xanthomonas spp.)引起。这是一种造成重大经济损失的毁灭性疾病，有报道称，仅在佛罗里达州，该病原体每年给新鲜番茄行业造成多达$8700万的损失。BLS由以下四大黄单胞菌属物种引起：番茄细菌性斑点致病黄单胞菌(X.euvesicartoria)、穿孔黄单胞菌(X.perforans)(即，地毯草黄单胞菌辣椒斑点致病变种(X.axonopodispv.vesicatoria))、辣椒疮痂病菌(X.vesicatoria)和加德纳黄单胞菌(X.gardneri)，且最近已经引入了外来菌株。

细菌感染在叶子和果实上产生单个斑点(病灶)，降低农作物产量。细菌细胞侵袭宿主组织引起整株植物枯萎，并大大降低植物光合作用和产果的能力。果实斑点并不太深入番茄果实，但它们会降低新鲜番茄的价值，因为消费者通常不愿意食用表面带有凸起、结痂黑斑的水果和蔬菜。此外，有各种可定殖在病灶上的真菌和其他细菌，这就产生了继发感染并引起果实腐烂。尽管黄单胞菌属可在成熟果实上导致较少的BLS，但大部分农作物损失是由早期感染造成，这就引起花朵凋谢和幼果脱落。

植物病原体通常通过繁殖材料的传播而散播，繁殖材料包括种子、移植物、鳞茎和其他繁殖材料。种子污染是黄单胞菌属引起的BLS爆发的主要原因，但自生宿主植物是另一感染源。已显示，黄单胞菌属可在种子上和内部存活超过16.5个月，甚至有可能存活多年。子叶或胚叶从带有受污染种皮的种子出苗时，它们就会被感染。即使只有一些种子被污染，它们也可以毁坏一块田地，因为受感染的幼苗将感染旁边的幼苗，幼苗比成熟植物更容易感染。