[发明专利]一种老黄酶OYE2蛋白及其在铬污染中的应用

说明书

本发明公开了一种老黄酶OYE2蛋白及其在铬污染中的应用，属于重金属防治领域。本发明以Corynebacterium crenatum SYPA 5‑5中的老黄酶OYE2蛋白作为还原Cr(VI)的有效成分，其具有六价铬还原酶的活性，该铬还原酶对Cr(VI)具有较强的还原作用，能快速去除废水中Cr(VI)的作用。采用本发明的方法，在未添加本发明的六价铬还原酶的废水中，Cr(VI)浓度未发生明显变化，加入本发明的六价铬还原酶的废水中Cr(VI)浓度降到62mg/L，还原率达38％，能快速有效地去除废水中的六价铬。因此，利用这类酶中的一种或多种制成六价铬还原酶处理含Cr(VI)废水具有工业化应用潜力。

技术领域

本发明涉及一种老黄酶OYE2蛋白及其在铬污染中的应用，属于重金属防治领域。

背景技术

土壤和地下水中的铬(Cr)污染是国际上最关注的环境问题之一，其主要来源于铬盐生产、电镀、鞣革、颜料生产、采矿和冶金等行业。铬在环境中存在两种稳定的铬氧化态：六价铬和三价铬；与六价铬Cr(VI)相比，三价铬Cr(III)溶解性低、迁移能力弱和生物毒性低。因此，水中铬污染治理的有效策略之一就是将六价铬Cr(VI)还原成三价铬Cr(III)。其中微生物还原六价铬Cr(VI)被看作是一种具有很大应用潜力的方法，但微生物修复过程仍存在周期较长的缺点，且利用微生物进行原位修复时受环境因子影响大，与土著微生物存在相互竞争，造成修复效果不稳定。

目前有大量的研究报道利用六价铬还原酶修复土壤和治理污染地下水，如利用漆酶修复DDT污染的土壤、土壤酶修复铅污染土壤、固定化酶修复被农药污染的土壤、硝化细菌产生的酶对地下水进行脱氮处理等。对于Cr(VI)污染，有大量研究报道了Cr(VI)还原酶，如来源于Escherichia coli的NfsA和YieF酶，其最大还原速率分别为0.25和5.0μmol/min/mg；Pseudomonas putida KT2400中的ChrR其最大还原速率为8.8μmol/min/mg。这些蛋白酶均能在一定条件下实现Cr(VI)的有效还原，但是离大规模工业应用尚有较大差距。因此，急需一种高效治理水体中的铬污染的方法，以满足大规模工业应用。

发明内容

为了得到一种高效治理水体中铬污染的方法，本发明提供了一种六价铬还原酶及其在治理水体铬污染中的应用。所述应用，是指向六价铬污染水体中投放所述六价铬还原酶，将高水溶性的六价铬还原成低水溶性的三价铬，通过降低其迁移性达到治理目的。

本发明提供了一种酶法降解六价铬的方法，所述方法为，将氨基酸序列如SEQ IDNO.1所示的六价铬还原酶添加至含有六价铬的反应体系当中进行降解。

在本发明的一种实施方式中，编码所述六价铬还原酶的核苷酸序列如SEQ IDNO.2所示。其在GenBank中注释结果为核黄素氧化还原酶/NADH氧化酶，该蛋白属于OYE2家族成员，本发明将其命名为Cyc1。

在本发明的一种实施方式中，所述六价铬还原酶来源于Corynebacteriumcrenatum SYPA5-5。

在本发明的一种实施方式中，反应体系中，所述六价铬还原酶的添加量至少为0.1U/mg六价铬Cr(VI)。

在本发明的一种实施方式中，所述六价铬还原酶的投放量至少为0.1U/mg六价铬Cr(VI)。

在本发明的一种实施方式中，当污染水体中的铬浓度≤100mg/L时，六价铬还原酶的投放量为0.1U/mg Cr(VI)。根据动力学最大速度Vmax＝30.39umol Cr(VI)/min/mg酶蛋白折算。

在本发明的一种实施方式中，降解反应条件为：在pH 6～12的条件下进行。

在本发明的一种实施方式中，所述酶的最适作用pH值为8.5。

在本发明的一种实施方式中，降解反应在25-40℃的温度下进行。