[发明专利]N-酰基高丝氨酸内酯酶-无机杂化纳米催化剂及其制备

说明书

本发明公开了一种N‑酰基高丝氨酸内酯酶(AHL‑内酯酶)‑无机杂化纳米催化剂及其制备方法，该纳米催化剂是将有机组分——AHL‑内酯酶和无机组分——不溶性磷酸盐(如锌、镍、锰和钴等)组成，其制备方法为将AHL‑内酯酶和可溶性金属盐分别加入到磷酸盐缓冲液中，所得的混合液经静置、除去上层清液、真空干燥，即可得到粒径小、结构稳定的AHL‑内酯酶‑无机杂化纳米催化剂。本发明制备方法简单，所得的AHL‑内酯酶‑无机杂化纳米催化剂的活性较之游离酶得到显著提高，且热稳定性好，小粒径的复合物比表面积大，增加了其在反应中与底物的接触面积。且该酶底物谱广，能有效降解多种信号分子，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于酶的修饰技术领域，具体涉及一种N-酰基高丝氨酸内酯酶-无机杂化纳米催化剂及其制备方法。

背景技术

细菌可以通过监测胞外信号分子的浓度来感知种群密度的变化，当信号分子达到某一临界密度值时，会诱导启动特定基因的表达，协调群体行为，这种现象被命名为群体感应(Quorum Sensing，QS)。很多动植物病原菌的致病性都受群体感应系统的调控，而以细菌群体感应系统为靶标的群体淬灭(Quorum Quenching，QQ)已被证明是防治这一类细菌性病害的有效策略。可以通过抑制信号分子的合成、积累、监测，或对信号分子进行酶降解或修饰的机制来实现群体淬灭。其中利用群体感应淬灭酶降解信号分子的方法是群体淬灭策略的一种。

到目前为止，很多研究者对群体感应淬灭酶在动植物感染性疾病中的应用进行了研究，包括构建群体淬灭酶转基因植物；或将异源表达群体感应淬灭酶的基因工程菌或纯化的群体淬灭酶直接用于感染性疾病的防治。但由于目前大多数人对转基因食品的恐慌，使转基因植物的应用受到一定限制。而向环境中直接投放基因工程菌存在扩散的风险，对生态环境存在安全隐患。直接使用酶制剂进行群体淬灭又被其稳定性差的缺陷又限制了其应用效果。因此采用适当的方法提高群体淬灭酶稳定性显得尤为重要。

有机-无机杂化纳米材料是由有机组分——蛋白或酶和无机组分——金属磷酸盐等通过自组装的方式结合而成，该方法在制备时条件温和，不使用有毒有害试剂，制备过程无共价键的产生，因此不仅能避免由于发生载体与酶表面发生共价结合导致的酶结构变化和酶活性降低(Rai,S.K.,Narnoliya,L.K.,Sangwan,R.S.Yadav,S.K.(2018).Self-Assembled Hybrid Nanoflowers of Manganese Phosphate and l-ArabinoseIsomerase:A Stable and Recyclable Nanobiocatalyst for Equilibrium LevelConversion of d-Galactose to d-Tagatose.ACS Sustainable ChemistryEngineering6,6296-6304)。

发明内容

本发明的目的是提供一种N-酰基高丝氨酸内酯酶(AHL-内酯酶)-无机杂化纳米催化剂，是一种利用自组装法制备的AHL-内酯酶-无机杂化纳米催化剂，是为了解决现有群体淬灭酶稳定性不好，从而在实际应用中受限的技术问题。本发明所述的AHL-内酯酶-无机杂化纳米催化剂，由0.57％～31.48％的有机组分—N-酰基高丝氨酸内酯酶和68.52％～99.43％的无机组分——不溶性磷酸盐(如锌、镍、锰和钴等)组成。

所述N-酰基高丝氨酸内酯酶，是具有水解N-酰基高丝氨酸内酯分子的内酯键功能的一类生物酶。所述N-酰基高丝氨酸内酯酶来源于Halomonas salaria(CN105543193A)或其他微生物。

本发明的另一个目的是提供所述的一种N-酰基高丝氨酸内酯酶-无机杂化纳米催化剂的制备方法，是通过将AHL内酯酶和可溶性磷酸盐及特定的金属离子在一定条件下混合，三者形成稳定的结构。