[发明专利]一种偶氮还原酶及其应用

说明书

本发明提供一种偶氮还原酶AzoRed2及其应用，所述偶氮还原酶包含有：1)氨基酸序列为SEQ ID NO:1的酶；或者，2)在1)中取代、缺失或添加一个或几个氨基酸，由1)所衍生的，具有1)中偶氮还原酶功能的酶。本发明提供一种新型偶氮还原酶，以及利用该偶氮还原酶的水解活性高效催化偶氮染料的降解。共表达偶氮还原酶和葡萄糖脱氢酶的全细胞催化剂可催化甲基红染料的降解，通过耦合葡萄糖脱氢酶实现辅酶再生过程，甲基红浓度为250μM时，2小时溶液的脱色率可达99％以上，且该全细胞催化剂重复使用三次后，2h溶液的脱色率仍可达97.91％，体现了该催化剂在偶氮染料降解中的潜力。

技术领域

本发明涉及功能酶筛选技术领域，尤其涉及一种偶氮还原酶AzoRed2及其应用。

背景技术

染料是指在有机介质或水溶液中，能够使纤维等物质着色的一种有机化合物。随着纺织业及印刷等产业的迅速发展，全球范围内对染料的需求逐年攀升。截止到2012年，全球共有约1万种纺织染料，且年产量超过了70万吨，在常用的染料中，偶氮类染料为产量最大的一种，约占染料总产量的70％。偶氮染料是指具有一个或多个偶氮键(-N＝N-)的染料，被广泛应用于纺织、化妆品、塑料、食品及医药等行业。但染料的使用过程中，不可避免地存在染料流失的现象，这与生产工艺及染料的种类等有关。流失的偶氮染料进入水体后，会严重影响水体的透光率，这不仅会影响水体中动植物的生长，破坏生态环境，而且偶氮染料通过食物链的积累，最终会影响人体的身体健康。因此，对废水中偶氮染料的处理至关重要。目前偶氮染料处理的方法包括三种，即物理法(吸附、膜分离、磁珠分离、沉淀、过滤等)、化学法(氧化法、电化学法、絮凝法等)和生物法(微生物降解、酶催化降解)，相对于物理法和化学法来说，生物法处理偶氮染料具有环境友好、成本低、操作简单及不会产生二次污染等优势，是一种值得进一步探索和发展的方法。

在微生物处理偶氮染料的脱色过程中，偶氮还原酶占据着重要的地位。偶氮还原酶是一种以辅酶作为电子供体，以偶氮染料作为电子受体，可催化偶氮染料中偶氮键断裂的一种氧化还原蛋白，其广泛存在于动植物及微生物中。根据偶氮还原酶结构中是否需要核黄素作为辅基，可以将偶氮还原酶分为两大类，一类是核黄素依赖型偶氮还原酶，一类是非核黄素依赖型偶氮还原酶。目前存在的偶氮还原酶仍存在着处理量小、稳定性差等问题，因此，开发新型的偶氮还原酶应用于废水中偶氮染料的降解，至关重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型偶氮还原酶，以及利用该偶氮还原酶的水解活性高效催化偶氮染料的降解，从而弥补现有技术的不足。

本发明的第一个目的在于，提供一种偶氮还原酶。

本发明的第二个目的在于，提供一种偶氮还原酶基因。

本发明的第三个目的在于，提供一种表达偶氮还原酶基因的重组质粒。

本发明的第四个目的在于，提供一种重组宿主微生物。

本发明的第五个目的在于，提供偶氮还原酶的应用。

为了实现本发明第一个目的，本发明提供了一种偶氮还原酶(AzoRed2)，其特征在于，所述的偶氮还原酶包含有：

1)氨基酸序列为SEQ ID NO:1的酶；或者，

2)在1)中取代、缺失或添加一个或几个氨基酸，由1)所衍生的，具有1)中偶氮还原酶功能的酶。

为了实现本发明第二个目的，本发明提供了一种偶氮还原酶基因(azored2)，其特征在于，所述的基因可编码上述偶氮还原酶。

作为一个优选方案，所述基因的一种核苷酸序列为SEQ ID NO:2。

为了实现本发明第三个目的，本发明提供了一种表达偶氮还原酶基因的重组质粒，其特征在于，所述重组质粒表达上述偶氮还原酶基因。