[发明专利]一种融合蛋白的构建及其降解聚合物的方法和应用

说明书

本发明公开了一种融合蛋白的构建及其降解聚合物的方法和应用，属于酶工程技术领域。本发明将角质酶和锚定肽通过连接肽融合得到融合角质酶，提高了角质酶对聚合物模式底物的处理效果；利用本发明的方法，用融合蛋白酶液处理模式底物PEA和PVAc，和等量的角质酶相比降解效率分别提高了24％～210.7％和83.8～503.8％，具备良好的工业前景。

技术领域

本发明涉及一种融合蛋白的构建及其降解聚合物的方法和应用，属于酶工程技术领域。

背景技术

废纸回收利用在减少污染、改善环境、节约资源与能源方面产生了巨大的经济效益与环境效益，是实现造纸工业可持续发展以及社会可持续发展的重要方向之一。然而，废纸回收利用率的提高，以及制浆造纸白水循环系统的封闭程度不断的提高，导致胶黏物不断积累。废纸循环利用过程中胶黏物的去除和控制已经成为一个越来越迫切的问题。胶黏物通常用来描述二次纤维回收过程中各种各样的沉积物，分为原生胶黏物和二次胶黏物两种。原生胶黏物存在于纸浆中，在造纸碎浆和后续处理过程中以固体形态分散在纸浆中，由于具有一定的黏性，容易在纸浆中发生沉积，造成生产事故；二次胶黏物以溶解形式分散在纸浆中且不具有粘性，由于造纸过程中助剂的添加，同时纸浆的物理化学环境发生变化时，二次胶黏物会失稳形成较大黏性聚集体，导致在纸浆中发生沉积，造成生产事故。纸浆中二次胶黏物的浓度比原生胶黏物多，并且具有更大的控制难度和更严重的危害性，因此，对二次胶黏物的控制尤为重要。

具有高效、专一、对环境无污染等优势的生物酶法在聚酯等聚合物控制中的应用受到国内外造纸行业的重视。在诸多生物酶法处理中，酯酶的效果最为显著。角质酶最初被认为是一种降解角质并产生大量脂肪酸单体的酯酶。而后研究发现角质酶是一种多功能酶，可水解可溶性酯、不溶性甘油三酯和各种聚酯。实验证实，角质酶对胶黏物的主要聚酯成分聚丙烯酸酯PEA和聚醋酸乙烯酯PVAc有一定的降解作用，可以通过水解这两种底物的酯键使得其不会再与其他成分相聚集。但是聚酯在水相环境中主要以固体形式存在，因此酶的催化活性中心与长链聚酯的结合能力有限，造成了降解效率的低下。

发明内容

鉴于上述由于角质酶与聚酯物质的结合能力有限，而造成的对胶黏物降解率低下的问题，若能提高酶与底物的结合效率，将会提高酶对底物的降解效率。因此，本发明通过构建锚定肽和角质酶的融合蛋白来去除造纸过程中产生的胶黏物。

本发明提供了一种融合角质酶，将角质酶和锚定肽通过连接肽融合而成。

在一种实施方式中，在角质酶的N端或C端融合锚定肽和连接肽。

在一种实施方式中，所述锚定肽来源于家蚕、黑腹果蝇、大肠杆菌、维氏芽孢杆菌和/或中华鲎。

在一种实施方式中，编码所述锚定肽的核苷酸序列如SEQ ID NO.2-6所示，或氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸衍生的具有锚定肽活性的突变体。

在一种实施方式中，所述角质酶来源于特异腐质霉，或氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸衍生的具有角质酶活性的突变体。

在一种实施方式中，编码所述角质酶的基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

在一种实施方式中，编码所述连接肽的核苷酸序列如SEQ ID NO.7-12任一所示。

在一种实施方式中，所述融合角质酶的组合方式为：SEQ ID NO.1-NO.7-NO.2、SEQID NO.2-NO.12-NO.1、SEQ ID NO.1-NO.10-NO.3、SEQ ID NO.3-NO.11-NO.1、SEQ ID NO.1-NO.8-NO.6、SEQ ID NO.1-NO.9-NO.4、或SEQ ID NO.1-NO.10-NO.5。

本发明提供了一种降解聚合物的方法，利用所述融合蛋白清除聚合物。

在一种实施方式中，所述聚合物包括聚丙烯酸酯PEA和聚醋酸乙烯酯PVAc。