[发明专利]一种羧酸酯酶CarCB2及其全细胞催化剂和应用

说明书

本发明公开了一种羧酸酯酶CarCB2及其全细胞催化剂和应用，所述的羧酸酯酶CarCB2的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，基因序列如SEQ ID NO.2所示。通过表面展示技术将羧酸酯酶CarCB2展示在大肠杆菌细胞外膜得到其全细胞催化剂，应用该全细胞催化剂对氯氟氰菊酯进行降解，发现其具有良好的降解效果，表明全细胞催化剂在解决环境中拟除虫菊酯类农药污染问题具有很好的应用潜力。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种羧酸酯酶CarCB2及其全细胞催化剂和应用。

背景技术

拟除虫菊酯类农药是一类以存在于除虫菊中的天然除虫菊酯为基础而制备的合成杀虫剂，是第三大类被广泛应用的杀虫剂，氯氟氰菊酯是拟除虫菊酯类农药家族中的重要成员，被广泛用于农作物害虫的控制。拟除虫菊酯类农药在环境中的残留对鲑科、鱼类和浮游动物等具有毒性，且会破坏生物行为和生物过程，导致天敌死亡，破坏食物链平衡。此外，拟除虫菊酯代谢产物已在人群中检测到，可能源于作物生产中过度使用而导致的食品污染。拟除虫菊酯摄入会导致恶心、呕吐、腹痛和吞咽困难等症状，严重时还会危及生命。因此，拟除虫菊酯类农药污染不仅是环境问题，也是公共卫生问题。

环境中污染物去除有三种方法：物理法、化学法和生物降解。由于物理和化学方法价格昂贵、效率低且会对环境产生二次污染，因此，生物修复尤其是可降解污染物的微生物资源挖掘与利用是目前环境中污染物去除的主要手段。羧酸酯酶是微生物代谢拟除虫菊酯类农药的关键，负责酯键断裂。然而，纯酶由于成本高、纯化复杂及稳定性差等因素，限制了其在实际生产生活中的应用。全细胞催化剂，是通过基因工程手段，将肽或蛋白展示在微生物细胞表面。使用过程中，无需纯化，大大缩小了经济成本和工艺的复杂性，已在重组疫苗、生物传感器及生物修复等领域得到了成功应用。然而，目前尚无利用全细胞催化剂降解拟除虫菊酯类农药的相关报道。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种羧酸酯酶CarCB2及其全细胞催化剂和应用。该全细胞催化剂无需菌体破壁和蛋白质纯化便可用于氯氟氰菊酯农药的降解，是一种经济有效且环境友好的能够解决环境中拟除虫菊酯类农药污染问题的新型催化剂。

为了实现上述技术目的，本发明具体采用以下技术方案：

一种羧酸酯酶CarCB2，所述的羧酸酯酶CarCB2的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明还提供了所述羧酸酯酶CarCB2的基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

在本发明的另一方面，提供了一种全细胞催化剂，所述全细胞催化剂为通过表面展示技术将羧酸酯酶CarCB2展示在大肠杆菌细胞外膜的细胞。

具体为将羧酸酯酶基因CarCB2和冰核蛋白基因INPN与表达载体pET-28a(+)连接构成的重组质粒pET-28a(+)/CarCB2/INPN转化至E.coliBL21(DE3)感受态细胞获得。

其中，冰核蛋白基因INPN如SEQ ID NO.3所示。

在本发明的另一方面，上述全细胞催化剂通过以下方法制备：

将所述的CarCB2基因和冰核蛋白INPN基因与表达载体pET-28a(+)连接，获得重组载体；将所述重组载体转化至宿主感受态细胞，获得重组菌；培养所述重组菌株，诱导全细胞催化剂表达。

在本发明的另一方面，上述含羧酸酯酶基因CarCB2和冰核蛋白基因INPN的重组载体也在本发明的保护范围之内。

优选的，表达载体采用载体pET-28a(+)。

在本发明的另一方面，提供了一种含有羧酸酯酶基因CarCB2和冰核蛋白基因INPN的重组菌。

优选的，所述重组菌采用的宿主细胞为：E.coli BL21(DE3)。