[发明专利]SDR家族氧化还原酶E26作为乳化剂的应用

说明书

本发明涉及SDR家族氧化还原酶E26作为乳化剂的应用，所述SDR家族氧化还原酶E26的氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示。本发明还提供了一种生物乳化剂，将SDR家族氧化还原酶E26与添加剂复配后作为所述生物乳化剂，与添加剂复配后获取的乳化剂乳化性能更稳定。本发明的SDR家族氧化还原酶E26可作为一种高效生物乳化剂使用，可作用于宽泛的pH环境，可耐受高温，可耐受高浓度盐，对烃类和油脂均有显著的乳化效果。

技术领域

本发明属于生物化工领域，具体涉及SDR家族氧化还原酶E26作为生物乳化剂的应用。

背景技术

生物乳化剂是由各种各样的微生物产生的高分子量生物聚合物，可以有效地形成和稳定水包油乳液[1]。它们是由多糖、脂多糖、脂蛋白和蛋白质等组成的两亲复合物[1-3]。与表面活性剂相类似，生物乳化剂也能够提高难溶底物的生物利用度，从而促进难溶底物的生物降解[4]。它们与生物表面活性剂的区别在于生物乳化剂不会显著降低表面及界面张力[1]。因此，对于生物表面活性剂降低表面张力所带来的一些不利影响，如破坏细胞膜的通透性[5]，与酶或蛋白质的负面相互作用[6]和对细胞的一般毒性等[7]，可以通过使用生物乳化剂来避免。生物乳化剂具有毒性低、生物降解性、生物相容性高、可再生等优点，特别是在极端温度、酸碱度和盐浓度下的具有良好的稳定性[3]。这些特性使它们在石油、制药、化妆品和食品工业等领域的工业应用中极具价值[1]。目前，人们已广泛研究了生物乳化剂在石油工业中的潜在用途，如微生物强化采油技术(MEOR) [8, 9]和污染土壤或其他环境污染的生物修复[10]。尽管生物乳化剂有着潜在的优势，但产量低和纯化成本高等一些问题也阻碍了生物乳化剂的实际应用。为了解决这些问题，许多研究人员努力生产和开发更有效的生物乳化剂。

尽管生物乳化剂的组成多样且复杂，但研究表明生物乳化剂的乳化活性与其化学组成高度相关[11, 12]。最著名和研究最充分的生物乳化剂之一是由Acinetobactercalcoaceticus RAG-1菌株产生的乳化剂Emulsan，它是一种阴离子杂多糖和蛋白质的复合物[13, 14]。Emulsan中的蛋白质经过纯化被证实是一种酯酶，当其与不同多糖混合时，可以增强乳液稳定性[15-17]。此外，另一种由菌株Acinetobacter radioresistens KA53产生的生物乳化剂Alasan，是由丙氨酸、多糖和蛋白质组成。Alasan含有三种蛋白质组分，它们被认为是主要乳化功能物质，其中45-kDa蛋白质被证明具有最高的乳化活性，甚至比完整的Alasan复合物高11% [3, 18, 19]。还有两类蛋白质具有疏水表面活性，即疏水蛋白和Phasin蛋白。疏水蛋白是一组由丝状真菌产生的具有表面活性的小蛋白质。然而，疏水蛋白生产、分离和纯化的低产量仍然阻碍其作为生物乳化剂的应用[20]。Phasin蛋白位于聚羟基链烷酸酯(PHA)颗粒表面，是一种能与疏水性聚合物结合的两亲性小蛋白。Phasin蛋白PhaR显示出较高的乳化能力，但其以包涵体形式表达，为下游的分离提取带来困难[21]。综上所述，蛋白质在生物乳化剂的乳化活性中起着不可或缺的作用，而多糖在乳化系统中起稳定剂的作用。基于这一前提，可以通过蛋白质和多糖成分的适当组合来获得设计的生物乳化剂，潜在地为特定的疏水化合物提供定制的生物乳化剂。此外，由于生物乳化剂的蛋白质和多糖组分更容易在单独的工业加工中大规模生产和提取，因此可以以相对较低的成本提供这些组合的生物乳化剂。然而，很少有蛋白质具有良好的乳化活性，研究和探索具有高效乳化活性的蛋白质是解决这一问题的前提。

1.Uzoigwe C, Burgess JG, Ennis CJ, Rahman PK: Bioemulsifiers are notbiosurfactants and require different screening approaches. Front Microbiol.2015;6:245.