[发明专利]两株高效降解硝基烷类化合物的耐高温工程菌

说明书

本发明公开高效降解硝基烷类的嗜热脱氮土壤芽孢杆菌工程菌。所述高效降解硝基烷类的嗜热脱氮土壤芽孢杆菌工程菌采用过表达硝基烷降解途径的关键酶（NOEs）基因获得，改造后的工程菌分别命名为NG‑S1和NG‑S2。所述noes基因核苷酸序列如SEQ ID NO.1‑2所示。与野生型嗜热脱氮土壤芽孢杆菌相比，本发明获得的工程菌，降解效率得到了明显提高，NG‑S1（厌氧条件）和NG‑S2（有氧条件）降解率分别提高了2倍和2.8倍。本发明提供了两种分别在有氧和无氧环境下高效降解有毒污染物的耐高温菌株，对环境污染治理具有重要意义和应用价值，并且该发明为生物降解嗜热工程菌的改造提供了新方法和范例。

技术领域

本发明属于微生物菌种改造领域，涉及工程菌株NG-S1和NG-S2的构建及其对2-硝基丙烷降解方面的应用，具体地说是高效降解硝基烷类的嗜热脱氮土壤芽孢杆菌工程菌及其构建方法与应用。

背景技术

硝基化合物在化学工业中广泛用作溶剂、燃料和有机合成中间体，在农业中广泛用作除草剂、杀虫剂和杀菌剂等，具有重要的工业意义。其中硝基烷类化合物主要有硝基甲烷、硝基乙烷、1-硝基丙烷和2-硝基丙烷等。2-硝基丙烷被广泛用于油墨、涂料、清漆等涂料的化学中间体、溶剂和组分中。然而，一些硝基烷烃被认为对人类有毒，对哺乳动物也是致癌物。硝基烷类氧化酶（nitroalkane-oxidizing enzymes，简称NOEs），能够将硝基烷类化合物有效地转化为无毒或低毒物，是催化硝基烷类化合物的关键酶，包括硝基烷氧化酶(NAO)和氮酸酯单加氧酶 (NMO)。NOEs分解硝基烷烃的能力决定了NOEs其在生物修复中的应用前景。目前已报道的硝基烷类氧化酶大部分来源于常温菌，如Fusarium oxysporum，Pseudomonas aeruginosa和Streptomycesansochromogenes。而嗜热菌中分离的NOEs由于具有耐高温、稳定性好的特点，从生物技术的角度看，嗜热酶比常温酶具有更多的优势，使其在应用中比常温菌具有更好的适用性，在环境修复和工业应用中具有巨大的应用价值。因此，硝基烷氧化酶(NOEs)的生化特性具有重要的应用价值和基本意义。

Geobacillus属是具有重要生物意义的嗜热菌，是嗜热酶的主要来源。由于其代谢功能的多样性，Geobacillus可作为生物转化和生物修复等过程中的细胞催化剂。为了有效地利用Geobacillus属，需要为其基因工程开发可靠的方法。目前，其遗传操作方法正在探索，基因表达系统也有了一定的研究。

本专利涉及NG80-2的遗传改造及其应用，通过过表达硝基烷降解途径的关键酶来获得最佳降解工程菌，为高温环境中有毒污染物的降解提供了分别在有氧及无氧条件下适用的高效菌种，对环境污染治理具有重要意义和应用价值，并且该发明为生物降解嗜热工程菌的改造提供了新方法和范例。

发明内容

为提高NG80-2对硝基烷的降解率，本发明的目的在于提供高效降解硝基烷类的嗜热脱氮土壤芽孢杆菌工程菌及其构建方法与应用。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

高效降解硝基烷类的嗜热脱氮土壤芽孢杆菌工程菌，其特征在于所述高效降解硝基烷类的嗜热脱氮土壤芽孢杆菌工程菌，采用过表达硝基烷降解途径的关键酶（NOEs）基因获得，改造后的工程菌分别命名为NG-S1和NG-S2；所述NG-S1的noes基因核苷酸序列如SEQID NO.1所示；所述NG-S2的noes基因核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本发明进一步公开了所述高效降解硝基烷类的嗜热脱氮土壤芽孢杆菌工程菌的构建方法，其特征在于包括：