抹香鲸Mb及突变体H64D/V68IMb在降解磺胺类化合物中的应用制造技术

本发明专利技术涉及抹香鲸Mb及突变体H64D/V68IMb在降解磺胺类化合物中的应用，属于生物技术领域，所述H64D/V68IMb的核苷酸序列为：SEQ ID NO.1，野生型抹香鲸Mb的核苷酸序列为：SEQ ID NO.2。野生型抹香鲸Mb和突变体H64D/V68IMb在H2O2为氧化剂的条件下进行生物催化进行磺胺类化合物降解的方法，而且反应过程中用到的材料和反应后的产物基本不会产生对环境造成破坏或二次污染。降解过程十分稳定，且催化速度快，降解率高，30分钟降解率可以达到90％以上，在后续可以被准确地重复。在后续可以被准确地重复。在后续可以被准确地重复。

【技术实现步骤摘要】
抹香鲸Mb及突变体H64D/V68I Mb在降解磺胺类化合物中的应用


[0001]本专利技术属于生物
，具体地涉及抹香鲸Mb及突变体H64D/V68I Mb在降解磺胺类化合物中的应用。

技术介绍

[0002]抹香鲸肌红蛋白是一种小型的血红素蛋白，由血红素(Heme)和153个氨基酸组成，其中辅基heme是由(亚)铁离子和原卟啉(protoporphyrin)所形成的配合物，主要生物功能为氧的储藏，无催化功能。通过蛋白质分子设计，运用金属离子、氢键网络、血红素后修饰，以及结构域交换等方法，可成功调控血红素活性中心结构及Mb的多重生物催化功能，包括过氧化物酶活性。因此肌红蛋白及其突变体也成为众多学者的研究对象。通过基因定点突变，将Val68缬氨酸突变为Ile残基，构建了一个血红素中心的通道，即突变His64组氨酸“门”成Asp残基，得到突变体H64D/V68I Mb。同时，近年来，异源表达也引起广泛关注，尤其是在大肠杆菌中的异源表达，因为其成本低、表达量高和表达产物分离纯化相对简单。
[0003]该突变体H64D/V68I Mb已在《Molecular Engineering of Myoglobin:Influence of Residue 68 on the Rate and the Enantioselectivity of Oxidation Reactions Catalyzed by H64D/V68X Myoglobin》文章中构建，展现出了对氧化硫甲醚具有良好的催化活性。在《Construction of biocatalysts using the myoglobin scaffold for the synthesis of indigo from indole》文章中，展现出增加硫甲醚亚砜化和苯乙烯环氧化的过氧化酶活性。
[0004]根据已有的报道，用于磺胺类化合物降解方法主要有有物理法、化学法、光降解和生物法。物理法主要是通过吸附、离子交换、膜分离技术等实现抗生素分离的。通过物理方法能对磺胺类化合物进行去除，由于吸附剂的吸附能力有限，顾该方法未被广泛应用。化学方法主要是包括氯化法以及高级氧化技术。磺胺类化合物的化学降解是将其完全转化为小分子，但催化剂和促进剂的高成本限制了此类工艺的大规模使用。生物方法主要采用好氧生物处理法、厌氧生物处理法和厌氧—好氧生物组合法。生物法具有反应条件温和，能耗低，处理成本低等优势，但对于磺胺类抗生素的去除需要很长的时间且依赖于环境(氮源和碳源等)。
[0005]因此，开发一种高效、绿色降解磺胺类化合物的方法，对环境保护和可持续发展具有深远意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的要解决的技术问题在于提供抹香鲸Mb及突变体H64D/V68I Mb在降解磺胺类化合物中的应用。
[0007]本专利技术的技术方案概述如下：
[0008]H64D/V68I Mb在降解磺胺类化合物中的应用，将H64D/V68I Mb与磺胺类化合物的
废水混合，使反应混合物中的磺胺类化合物的浓度均为0.2mM/L，肌红蛋白突变体浓度为10μM/L，加入终浓度为1mM/L的H2O2，避光，pH6.2，37℃下进行反应。
[0009]进一步，所述的磺胺类化合物为磺胺噻唑和磺胺嘧啶。
[0010]所述H64D/V68I Mb的核苷酸序列为：
[0011]atggttctgtctgaaggtgaatggcagctggttctgcatgtttgggctaaagttgaagctgacgtcgctggtcatggtcaggacatcttgattcgactgttcaaatctcatccggaaactctggaaaaattcgatcgtttcaaacatctgaaaactgaagctgaaatgaaagcttctgaagatctgaaaaaagatggtgttaccattttaactgccctaggtgctatccttaagaaaaaagggcatcatgaagctgagctcaaaccgcttgcgcaatcgcatgctactaaacataagatcccgatcaaatacctggaattcatctctgaagcgatcatccatgttctgcattctagacatccaggtaacttcggtgctgacgctcagggtgctatgaacaaagctctcgagctgttccgtaaagatatcgctgctaagtacaaagaactgggttaccagggttaatga
[0012]本专利技术还提供抹香鲸野生型肌红蛋白在制备降解磺胺类化合物制剂中的应用，所述野生型肌红蛋白的核苷酸序列为：
[0013]atggttctgtctgaaggtgaatggcagctggttctgcatgtttgggctaaagttgaagctgacgtcgctggtcatggtcaggacatcttgattcgactgttcaaatctcatccggaaactctggaaaaattcgatcgtttcaaacatctgaaaactgaagctgaaatgaaagcttctgaagatctgaaaaaacatggtgttaccgtgttaactgccctaggtgctatccttaagaaaaaagggcatcatgaagctgagctcaaaccgcttgcgcaatcgcatgctactaaacataagatcccgatcaaatacctggaattcatctctgaagcgatcatccatgttctgcattctagacatccaggtaacttcggtgctgacgctcagggtgctatgaacaaagctctcgagctgttccgtaaagatatcgctgctaagtacaaagaactgggttaccagggttaatga
[0014]进一步，所述的磺胺类化合物为磺胺噻唑和磺胺嘧啶。
[0015]磺胺类化合物的种类繁多，为此，本专利技术选择了环境中含量相对较高，且关注度较高的两种：磺胺噻唑和磺胺嘧啶。
[0016]本专利技术的方法不但建立了一种通过H64D/V68I Mb在H2O2为氧化剂的条件下进行生物催化进行磺胺类化合物降解的方法，而且反应过程中用到的材料和反应后的产物基本不会产生对环境造成破坏或二次污染。降解过程十分稳定，且催化速度快，降解率高，30分钟降解率可以达到90％以上，在后续可以被准确地重复。
附图说明
[0017]图1为野生型(WT)抹香鲸肌红蛋白及其突变体H64D/V68I Mb的纯化情况；
[0018]图2为不同浓度的H64D/V68I Mb降解磺胺噻唑(ST)的柱状图；
[0019]图3为不同浓度的H64D/V68I Mb降解磺胺嘧啶(SD)的柱状图。
具体实施方式
[0020]下面结合具体实施例对本专利技术进一步说明：
[0021]各实施例中：
[0022]LB培养基为：胰化蛋白胨(tryptone)10g/L；酵母提取物(yeast ex本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.H64D/V68IMb在降解磺胺类化合物中的应用，其特征在于，所述H64D/V68IMb的核苷酸序列为：SEQ ID NO.1。2.根据权利要求1所述的H64D/V68IMb在降解磺胺类化合物中的应用，其特征在于，所述应的方法为将H64D/V68IMb与磺胺类化合物的废水混合，使反应混合物中的磺胺类化合物的浓度均为0.2mM/L，肌红蛋白突变体浓度为10μM/L，加入终浓度为1mM/L的H2O2，避光，pH6.2，37℃下进行反应。3.根据权利要求1所述的H64D/V68IMb在降解磺胺类化合物中的应用，其特征在于，所述的磺胺类化合物为磺胺噻唑和磺胺嘧啶。4.抹香鲸野...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐甲坤，张伟康，王芳，
申请(专利权)人：中国水产科学研究院黄海水产研究所，
类型：发明
国别省市：