[发明专利]细菌漆酶CotA蛋白在降解霉菌毒素中的应用

说明书

本发明涉及酶工程技术领域的细菌漆酶CotA蛋白在降解霉菌毒素中的应用，尤其涉及同时降解黄曲霉毒素和玉米赤霉烯酮中的应用。本发明通过实验证实细菌漆酶CotA蛋白能够不依赖任何介体同时降解黄曲霉毒素和玉米赤霉烯酮。

技术领域

本发明属于酶工程技术领域，具体涉及细菌漆酶CotA蛋白在降解霉菌毒素中的应用，特别是同时降解黄曲霉毒素和玉米赤霉烯酮中的应用。

背景技术

霉菌毒素是霉菌的次级代谢产物，具有致癌作用、遗传毒性、生殖毒性、神经毒性和免疫抑制作用，动物采食霉变日粮后会出现生长抑制、疾病易感性增加、代谢紊乱、繁殖障碍等霉菌毒素中毒症状，另外霉菌毒素代谢产物可以残留在动物源性食品中，通过食物链进入人体威胁人类健康。粮食谷物在田间就会感染产毒素霉菌，如果环境温度、湿度适宜，在加工、运输、储存过程中霉菌会继续生长繁殖，毒素含量会继续增加。据国际粮农组织(FAO)估计，全世界每年有25％的谷物受到霉菌毒素污染，平均有2％不能食用，加之因毒素污染导致的人和动物中毒、疾病和死亡，造成的社会经济损失难以估量。黄曲霉毒素主要由黄曲霉和寄生曲霉产生，其中黄曲霉毒素B1的毒性和危害最大，黄曲霉毒素B1急性毒性是氰化钾的10倍，砒霜的68倍，其分子结构中双呋喃环及氧杂奈邻酮环与其毒性及致癌性密切相关。玉米赤霉烯酮又称F-2毒素，是一种主要由禾谷镰刀菌产生的非类固醇类、具有雌激素作用的霉菌毒素，化学名为6-(10-羟基-6-氧基-十一碳烯基)β-雷锁酸内脂，其中内酯键和苯环C4号位上的羟基是玉米赤霉烯酮的主要毒性基团。

霉菌毒素生物降解是指在微生物及其产生的特效酶的作用下将霉菌毒素转化成无毒或低毒的代谢产物，具有安全、高效和环保等优点，是当下饲料和食品中霉菌毒素脱毒的发展趋势。目前国内外报道的能够降解黄曲霉毒素和玉米赤霉烯酮的酶主要是过氧化物酶，如辣根过氧化物酶、锰过氧化物酶等，此外来源于真菌的漆酶也被报道具有降解黄曲霉毒素和玉米赤霉烯酮活性。过氧化物酶在催化降解黄曲霉毒素和玉米赤霉烯酮过程中需要以过氧化氢为底物，真菌漆酶催化降解黄曲霉毒素和玉米赤霉烯酮需要介体的参与，因此过氧化物酶和真菌漆酶用于饲料和食品中霉菌毒素脱毒有效性和安全性亟需进一步评估。此外，具有黄曲霉毒素降解活性的蛋白还包括来源于假蜜环菌的黄曲霉毒素氧化酶ADTZ以及来源于分枝杆菌的F420H2依赖还原酶FDR；具有玉米赤霉烯酮降解活性的蛋白还包括来源于红粉粘帚霉的内酯水解酶ZHD101以及来源于葡萄顶枯病菌的玉米赤霉烯酮降解酶ZENdease-N2。

越来越多证据表明，其他性质未明的酶也可能参与降解黄曲霉毒素和玉米赤霉烯酮这两种具有苯环和内酯环结构的霉菌毒素。因此，寻找和开发新的酶类，用于霉菌毒素的生物降解势在必行。

发明内容

本发明的目的在于提供细菌漆酶CotA蛋白在霉菌毒素脱毒中的应用。用于谷物、粮食、饲料、食品、水果、牛奶等及其加工副产物、工业乙醇加工副产物DDGS等材料中霉菌毒素脱毒。

为此，本发明的技术方案如下：

细菌漆酶CotA蛋白在降解霉菌毒素上的应用，所述的霉菌毒素为黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2、M1或M2、玉米赤霉烯酮、玉米赤霉烯醇和玉米赤霉醇。

上述应用中，所述细菌漆酶CotA蛋白来源于芽孢杆菌。

上述应用中，所述芽孢杆菌可以为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、短小芽胞杆菌(Bacillus pumilus)、迟缓芽孢杆菌(Bacillus lentus)或克劳氏芽胞杆菌(Bacillus clausii)，优选为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。

上述应用中，其中所述细菌漆酶CotA蛋白的氨基酸序列可以为：

SEQ ID NO.1所示序列；