[发明专利]金离子检测及吸附系统及其宿主菌、金离子回收方法

说明书

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种金离子检测及吸附系统及其宿主菌、金离子回收方法。

背景技术

金是人类较早发现和利用的贵金属，由于其资源稀少及特有的理化性质，自古以来被视为五金之首，有“金属之王”的称号。金是重金属中少有的化学、物理、电子性能优异的金属，具有较高的稳定性，它的应用领域非常广泛。由于金具备非常稳定的理化性质，如抗腐蚀性、导电性、导热性和稳定性，使它能够广泛用到许多现代高新技术当中去，金离子在免疫系统能够作为白细胞等免疫细胞的抑制剂。此外，金在生物学及医药学领域同样扮演重要的作用，如细菌抗性及抗癌药物研发等。

当今社会重金属对土壤、水、环境的污染问题越来越受到重视。重金属金的矿产资源被开发的同时，有一部分进入环境中，然后通过地大气、地表水、地下水和生物链直至大气圈等传播途径，对人民的生产生活以及生态系统产生污染、破坏乃至威胁到人们的生存环境及生命健康。此外，在不合理的开采和黄金的冶炼及二次加工等生产过程中产生一些副产物，这些问题已经严重影响到黄金产业的发展。众所周知，黄金的含量是十分有限的，属于稀有的贵金属资源，如果我们能够合理地开发金矿产资源，减少资源的浪费，可以很大程度上提高金矿产资源的有效利用率。所以，能够对环境中的金离子的检测，以及能够合理的回收环境中的金离子十分重要。随着金应用范围的不断扩大，尤其是金在食品安全方面以及医药健康的使用，从而致使许多金离子通过食物链的富集作用进入到动植物体内，能使蛋白质变性引起环境以及人的健康危害。由于金离子在环境中不能被分解，还能够在水中的其他的有毒物质结合生成毒性更大的产物，这些有毒产物通过动植物吸收，对消化系统、免疫系统造成严重破坏。金离子还能够在人体内与各种酶发生的结合形成复合物，使酶本身失去活性，进而使人的身体机能遭到破坏，危害人体的健康，严重时甚至威胁生命。特别三价金离子能够与生物体内发生作用，导致生物体中毒，影响生物体的健康。所以重金属金离子的检测和回收逐渐为社会所关注，寻找准确、灵敏、快速的金检测方法在当今科学界具有非常重要的意义，如何检测和回收环境中的金离子成为当今时代的热点问题。

现有的重金属离子回收方法主要是化学方法，通过加入化学试剂与重金属离子形成沉淀或者悬浮达到回收重金属的目的。但是化学方法有三个缺点：第一是化学方法有可能由于加入的化学试剂的量不合适而造成二次污染；第二是化学方法选择性不够高，尤其是处理性质极相近的各种重金属效果不好，即使回收得到了一定的目的金属，纯度也不高，还需要进一步处理；第三是化学方法回收工业废水中的重金属，所产生污水对于环境不友好，沉淀剂等化学试剂可能对于自然环境造成更大的破坏。因此，现有的方法很难实现对工业废水中金离子的高效选择性检测及富集和回收。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种金离子检测及吸附系统及其宿主菌、金离子回收方法，旨在解决现有金离子回收选择性不强、纯度低、效果不理想，以及污染环境的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种金离子检测及吸附系统，包括检测单元和与所述检测单元连接的吸附单元，所述检测单元包括荧光蛋白DNA序列，且所述荧光蛋白DNA序列与第一启动子连接；所述吸附单元包括互相连接的枯草芽孢杆菌芽孢衣蛋白CotC DNA序列和金离子结合蛋白GolB DNA序列，且所述枯草芽孢杆菌芽孢衣蛋白CotC DNA序列与第二启动子连接；所述检测单元位于所述吸附单元的上游。

另一方面，本发明提供一种金离子检测及吸附蛋白表面展示系统，包括由上述金离子检测及吸附系统表达的荧光蛋白、枯草芽孢杆菌芽孢衣蛋白CotC和金离子结合蛋白GolB。

另一方面，本发明提供一种表达载体，包括上述金离子检测及吸附系统。

又一方面，本发明提供一种宿主菌，所述宿主菌包括上述表达载体或所述宿主菌表达上述金离子检测及吸附蛋白表面展示系统。

再一方面，本发明提供一种上述金离子检测及吸附系统的制备方法，包括如下步骤：

从枯草芽孢杆菌基因组中扩增出枯草芽孢杆菌芽孢衣蛋白CotC DNA序列，从鼠伤寒沙门氏菌基因组中扩增出金离子结合蛋白GolB DNA序列；

以所述枯草芽孢杆菌芽孢衣蛋白CotC DNA序列和所述金离子结合蛋白GolB DNA序列为模板，扩增出CotC-GolB融合蛋白DNA序列；

从大肠杆菌表达载体基因组中扩增荧光蛋白DNA序列；

将第一启动子、所述荧光蛋白DNA序列、第二启动子、所述CotC-GolB融合蛋白DNA序列依次连接。