[发明专利]一种高温厌氧长链烷醇醇脱氢酶及其应用

说明书

本发明公开了一种高温厌氧长链烷醇醇脱氢酶及其应用，该长链烷醇醇脱氢酶具有如下述氨基酸残基序列的蛋白质：SEQ ID NO.1。其表达方法，是构建含有耐高温长链烷醇醇脱氢酶基因的重组表达载体，将构建的重组表达载体导入宿主细胞，经诱导使耐高温长链烷醇醇脱氢酶基因表达。该酶在厌氧条件下具有良好的长链烷醇降解能力，可有效降解C15‑C30之间的长链烷醇，对十六烷醇的降解效果最佳。本发明中首次鉴定的的厌氧长链烷醇醇脱氢酶可应用于石油污染生物治理技术的开发，尤其为解决石油厌氧降解难题提供了关键的应用基础。

技术领域

本发明涉及一种酶及其编码基因，特别涉及一种长链烷醇醇脱氢酶及其编码基因。

背景技术

醇和相应的醛、酮之间的转换是自然界中的普遍现象，其在真核生物和原核生物之间广泛发生，而催化这一过程的酶为醇脱氢酶（Alcohol Dehydrogenase，ADH，EC1.1.1.1）。作为一种氧化还原酶类，醇脱氢酶数量惊人，种类繁多，其显示出多种多样的底物特异性，因而具有不同的生理功能。醇脱氢酶不仅在酒精饮料、醋、工业溶剂等的生产方面发挥重要作用，还是微生物降解烃类、治理石油污染的重要酶之一。

醇脱氢酶能够利用多种辅酶，根据辅酶的不同可分为NAD(P)⁺依赖型和NAD(P)⁺非依赖型，其中，NAD(P)⁺非依赖型又可分为F420依赖型、吡咯喹啉苯醌血红素依赖型和FAD依赖型。其中NAD(P)依赖型是发现得最早也是研究得最多的一种类型。根据醇脱氢酶所结合的金属离子及其分子量大小的不同，NAD(P)依赖型醇脱氢酶又可分为三大类型：

I型，Zn依赖型长链醇脱氢酶，每个亚基约含有350个氨基酸残基，主要以二聚体和四聚体形式存在，也有三聚体形式被报道。其最早发现于动物肝脏和Saccharomyces cerevisiae中。

II型，非金属依赖型的短链醇脱氢酶，每个亚基约含有250个氨基酸残基，最早发现于果蝇中，其在真核生物和原核生物中都有存在。

III型，Fe依赖型长链醇脱氢酶，每个亚基含有约385~900个氨基酸残基，如嗜温菌Zymomonas mobilis的ADH。迄今为止，主要分布在微生物中。

除此之外，人们陆续发现了一些比较特殊的ADH。1991年，Vonck等人在Bacillussp. C1中分离纯化得到了一种甲醇脱氢酶，其含有保守的Fe-ADH结构域且其氨基酸序列与Fe依赖型的ADH具有很高的相似性，但是其活性蛋白中却并不含有Fe，而是在每个亚基中含有1个Mg和一个Zn；1994年，Ma等在极端嗜热古生菌Thermococcus litoralis以及2009年LIU等在NG80-2中分离得到的长链ADH不含有任何的金属离子，因此被归为一类新型ADH。1999年，Ma等人在极端嗜热古生菌P. furiosus中分离得到的ADH中，每个亚基包含有一个Zn和一个Fe。其中，目前报道的III型醇脱氢酶，除嗜温菌Zymomonas mobilis外，几乎都分离自嗜热古生菌，且其多数为厌氧或兼性厌氧菌，包括Thermococcus hydrothermalis、Thermococcus strain ES1、Thermococcus. Litoralis、Thermococcus. Zilligii、Thermotoga hypogea等，因此，分离出的III型醇脱氢酶有时又被称作氧敏感型脱氢酶。在E. coli和Saccharomyces cerevisiae中也存在III型醇脱氢酶。