[发明专利]一种磷酸三酯酶Sy-PTE及其在降解有机磷阻燃剂中的应用

说明书

本发明提供一种磷酸三酯酶Sy‑PTE及其在降解有机磷阻燃剂中的应用。本发明发现是来源于矢野口鞘氨醇菌的磷酸三酯酶，Sy‑PTE具有极好的耐盐特性，能在NaCl浓度0‑12％条件下，无需金属离子辅助能够快速降解有机磷阻燃剂，盐浓度8％时酶活力维持在75.00％，盐浓度10％时，酶活力维持在55.15％，能高效地将环境中的有机磷阻燃剂降解，常温条件下(25℃，pH7.0)TPP为底物时，催化效率为Kcat/Km为4.8ⅹ10⁶M^‑1·s^‑1，Vmax为0.29243μm/L·s^‑1，Km值为15.6μm，比活力为66.97U/mg。本发明提供的Sy‑PTE酶在环境治理与清洁领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于微生物酶与环境清洁技术领域，具体地说，涉及一种来源于矢野口鞘氨醇菌(Sphingobium yanoikuyae)的磷酸三酯酶Sy-PTE在降解有机磷阻燃剂中的应用。

背景技术

阻燃剂，是一种降低火灾风险的材料助剂，广泛应用于各行业各类产品中，目前已有上百种阻燃剂投入使用。

其中有机磷酯阻燃剂(OPFRs)使用量逐年增加。OPFRs广泛应用于塑料、家具、纺织、电子、建筑、汽车、石油等行业。OPFRs多以固相阻燃，因而生烟少，且生成的烟雾有毒有害物质含量较溴代阻燃剂低。OPFRs的分子结构由一个磷酸骨架和三个取代基组成。根据取代基的不同，OPFRs被分为三组，卤代烷基磷酸酯阻燃剂：包括磷酸三(1-氯-2-丙基)酯TCPP，磷酸三(2-氯乙基)酯TCEP，磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯TDCPP；烷基磷酸酯阻燃剂：包括(磷酸三甲酯TMP，磷酸三乙酯TEP；磷酸三(丁氧基乙基)酯TBEP,磷酸三异辛酯TEHP，磷酸三丁酯TnBP；芳基磷磷酸酯阻燃剂，包括磷酸三苯酯TPhP，磷酸-2-乙基己基二苯酯EHDPP，磷酸三(4-甲基苯基)酯TCrP。不同取代基团的OPFRs理化性质有较大差异，有各自的使用范围。由于它们的化学性质，许多OPFRs没有与最终产品进行化学结合，这导致容易释放到环境中。

随着OPFRs使用量的增加，人体内OPFRs总残留量也随之增加。除了人类，OPFRs还被报道存在于其他生物体，如鱼、贻贝、家禽、江豚和松针。与暴露于人体中相比，OPFRs暴露在自然环境中更为严重，如室内灰尘、饮用水、地表水、河流、湖泊和海洋、土壤和沉积物、大气。OPFRs的广泛分布揭示了它们的远程运输能力和全球范围的污染发生。OPFRs的毒理学效应主要表现在以下几个方面:引起神经毒性、引起生殖发育毒性、内分泌干扰、基因毒性和诱变作用、急性毒性。

目前已经报道了几种去除OPFRs的技术，如光催化、芬顿反应等，采用微生物法或生物制剂法对污染地进行原位修复，以其经济且生态友好的特性，已被证明是有效和可靠的。根据报道，能降解OPFRs的生物制剂较少，目前尚无实际应用中具备良好降解效率的生物制剂的报道，所以寻找更高效的、对环境因素具有较强抗性的生物资源迫在眉睫，推动和研究在复杂条件下对OPFRs具有良好降解活性的生物制剂的应用具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有耐盐能力，且不需要金属离子的辅助就能够对有机磷阻燃剂具有高效降解能力的酶。

第一方面，本发明提供了一种新的磷酸三酯酶Sy-PTE，其来源于矢野口鞘氨醇菌(Sphingobium yanoikuyae)，具有：

1)如SEQ ID No.1所示的氨基酸序列；或

2)SEQ ID No.1所示的氨基酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个氨基酸的序列与SEQ ID No.1同源性为80％、85％、90％、95％、98％、99％，且具有同等活性的由1)衍生的蛋白质。