[发明专利]一种贝莱斯芽孢杆菌AiiA-同源内酯酶及其基因与应用

说明书

本发明公开了一种贝莱斯芽孢杆菌AiiA‑同源内酯酶及其基因与应用。本发明首先公开了贝莱斯芽孢杆菌AiiA‑同源内酯酶，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明进一步公开了贝莱斯芽孢杆菌AiiA‑同源内酯酶在生活用水处理中的应用。本发明贝莱斯芽孢杆菌AiiA‑同源内酯酶能显著抑制铜绿假单胞菌的早期增殖、生物膜形成和毒力因子释放，能够有效防治生活用水微生物污染。

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体地说涉及一种贝莱斯芽孢杆菌AiiA-同源内酯酶及其基因与应用。

背景技术

随着饮水机和桶装饮用水的广泛使用，饮水机和自来水管道中的细菌生物膜引起细菌污染，直接影响饮用水的质量，并对公众健康构成威胁，通常会引起继发性细菌感染。铜绿假单胞菌是一种典型的条件致病菌，在水体中形成生物膜，是净化水系统中监测到的最重要的关键因素之一。目前，除了对仪器和供水进行彻底消毒外，防治生物膜上铜绿假单胞菌的常用方法是使用防腐剂或抗生素等化学药物，过量和不规范使用，可能影响食品质量，引起耐药性问题。因此，利用具有生物活性、无污染、无抗性、无毒的酶作为替代物，阻断细菌生物膜的形成成为解决这一问题的一种可行性策略。

群体感应(Quorum Sensing，以下简称QS)是一种通过感知自身诱导物浓度来调节种群行为的现象，包括孢子形成、生物膜和毒力表达。QS受信号起始的阈值性质、信号受体的相对特异性和调控过程的级联性质来调节。铜绿假单胞菌具有典型的等级QS系统，其中LasI-LasR系统感测自身诱导物高丝氨酸内酯(以下简称AHL)，通过影响相关基因的转录和翻译来调节下游RhlI-RhlR和PqsABCDE-PqsR通路。因此，干扰AHLs水平会导致群体猝灭(quorum-quenching，以下简称QQ)，并影响铜绿假单胞菌的生物膜形成和毒力表达等QS反应。到目前为止，关于QQ酶的研究主要集中在降解AHL信号分子的酶上，包括AHL内酯酶、AHL酰基转移酶和AHL氧化还原酶三类，其中AHL降解酶主要是从芽孢杆菌属中分离得到的。QQ酶来自于不同的细菌种类，其中AHL内酯酶来自于不同的芽孢杆菌。但由于QQ酶对温度和pH的敏感性，MBR中复杂的环境可能使酶失活，QQ酶的应用受到限制。

因此，提供一种能有效降解AHL，显著抑制铜绿假单胞菌的早期增殖、生物膜形成和毒力因子释放，防治生活用水微生物污染的QQ酶具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种贝莱斯芽孢杆菌AiiA-同源内酯酶。

本发明的第二目的是提供一种贝莱斯芽孢杆菌AiiA-同源内酯酶基因。

本发明的第三目的是提供一种贝莱斯芽孢杆菌AiiA-同源内酯酶基因的重组表达载体、细胞系、工程菌或宿主菌。

本发明的第四目的是提供一种贝莱斯芽孢杆菌AiiA-同源内酯酶基因的重组菌株。

本发明的第五目的是提供一种制备贝莱斯芽孢杆菌AiiA-同源内酯酶的方法。

本发明的第六目的是提供上述贝莱斯芽孢杆菌AiiA-同源内酯酶在生活用水处理中的应用。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种贝莱斯芽孢杆菌AiiA-同源内酯酶，被命名为AiiA_DH82，来源于贝莱斯芽孢杆菌DH82菌株，所述贝莱斯芽孢杆菌AiiA-同源内酯酶是由序列表SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质。

该酶由250个氨基酸组成，约28.10kDa，等势点位于pH5.34，最适温度为18℃，最适pH值为7。该酶没有没有跨膜信号肽，属于细胞质酶，一种亲水性蛋白。含有两个锌离子结合结构域(LactonaseB，Metallo-beta-Lactonase超家族)，具有内酰胺酶活性。