[发明专利]一种单甲基砷和三价锑氧化酶基因arsV及其编码的蛋白和应用

说明书

本发明公开了一种单甲基砷氧化酶和三价锑氧化酶基因arsV及其编码的蛋白质。该单甲基砷氧化酶和三价锑氧化酶基因arsV具有如SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列。本发明的MAs(III)氧化酶基因arsV在砷敏感大肠杆菌AW3110中表达时，可显著提高大肠杆菌对MAs(III)的抗性。其编码产物单甲基砷氧化酶ArsV纯化后的酶在体外也具有氧化MAs(III)和三价锑(Sb(III))的活性。

技术领域

本发明属于环境微生物领域和农业领域，涉及三价单甲基砷和三价锑氧化酶基因arsV及其编码的蛋白和应用。

背景技术

砷(As)是一种类金属元素。它是一种在环境中广泛存在的有毒、致癌性物质，可通过呼吸道、消化道和皮肤进入人体，对人类健康有严重的危害。在美国环境署的有毒物质中名录中，砷是有害污染物清单的第1位。目前人类已知的砷化合物有二十余种，可分为无机砷和有机砷，常见的有机砷是甲基类砷，包括一甲基砷酸盐[MAs(V)]、二甲基砷酸盐[DMAs(V)]和三甲基砷氧化物[TMAs(V)O]，这三种形态的砷都有还原态，且还原态毒性更大。砷的毒性与其形态有着紧密的关系，As(III)毒性比As(V)高很多，因为As(III)可以与体内的巯基化合物及蛋白质等形成稳定的复合物，进而抑制其活性，导致中毒。

重金属生物修复是利用生物材料进行重金属治理的技术，而重金属抗性基因是生物修复的重要资源。基于基因改造的生物材料可以突破自然生物材料的性状限制，获得生物量、生长速度和修复效率的优化组合，来自微生物的重金属抗性基因已经在生物修复方面取得了重要的研究进展。研究人员将砷甲基化基因arsM在水稻，拟南芥中高效表达，转基因植物表现了高效修复砷污染土壤的潜力。虽然MAs(III)的毒性很强，严重威胁人类的生命健康，但一些微生物却对环境中MAs(III)表现出极强的抗性，并在砷的地球化学循环中扮演着重要的角色。因此了解微生物的重金属抗性机制，研究MAs(III)抗性相关的功能基因有助于我们从基因的水平上了解微生物对重金属的解毒机制，并发明新型的重金属污染修复方法。为环境中砷污染的生物修复提供理论基础和技术支持。

发明内容

发明的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种单甲基砷(MAs(III))和三价锑(Sb(III))氧化酶基因arsV及其编码的蛋白和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种单甲基砷氧化酶基因arsV，该基因具有如SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列。

上述的单甲基砷氧化酶基因arsV编码的单甲基砷氧化酶ArsV，其具有如SEQ IDNO.2所示的氨基酸序列。

用于扩增权利要求1所述单甲基砷氧化酶基因arsV的引物，它包括正向引物：5’-TCTGGCATATGATGGACCACACCCCCGATC-3’和反向引物5’-TCTGGCTCGAGTCCAATCGTTTCCAGTTCTTTTGG-3’。

含有上述的单甲基砷氧化酶基因arsV的生物材料也属于本发明保护的范围。所述的生物材料为表达盒、表达载体、细胞系或宿主菌。

上述的生物材料在氧化三价单甲基砷中的应用。

上述的单甲基砷氧化酶基因arsV在提高菌种对三价单甲基砷抗性中的应用。

上述的单甲基砷氧化酶ArsV在体外氧化三价单甲基砷中的应用。