金离子检测及吸附系统及其宿主菌、金离子回收方法技术方案

本发明专利技术属于基因工程技术领域，具体涉及一种金离子检测及吸附系统及其宿主菌、金离子回收方法。该金离子检测及吸附系统包括检测单元和与所述检测单元连接的吸附单元，所述检测单元包括荧光蛋白DNA序列，且所述荧光蛋白DNA序列与第一启动子连接；所述吸附单元包括互相连接的大肠杆菌外膜蛋白OmpA DNA序列和金离子结合蛋白GolB DNA序列，且所述大肠杆菌外膜蛋白OmpA DNA序列与第二启动子连接；所述检测单元位于所述吸附单元的上游。本发明专利技术能够通过生物手段实现对工业废水中重金属金的检测及可循环富集和回收，能够克服现有技术的缺点，不会造成二次污染，对环境友好。

Gold ion detection and adsorption system, host bacteria and gold ion recovery method

The invention belongs to the field of gene engineering technology, in particular relates to a gold ion detection and adsorption system, and its host bacteria and gold ion recovery method. The gold ion detection system includes adsorption and adsorption unit and detection unit and the detection unit is connected, the detection unit includes a fluorescent protein DNA sequence, and the fluorescent protein DNA promoter sequence and the first connection; outer membrane protein OmpA of Escherichia coli DNA sequence and the gold ion adsorption unit includes connected with protein GolB DNA sequence, and the outer membrane protein OmpA of Escherichia coli DNA sequence and secondary promoter upstream connection; the detection unit is located on the adsorption unit. The invention can realize the detection of heavy metal gold in industrial waste water by biological means, and can be recycled, enriched and recovered, which can overcome the shortcomings of the existing technology, and can not cause two pollution, and is friendly to the environment.

【技术实现步骤摘要】
金离子检测及吸附系统及其宿主菌、金离子回收方法
本专利技术属于基因工程
，具体涉及一种金离子检测及吸附系统及其宿主菌、金离子回收方法。
技术介绍
金是人类较早发现和利用的贵金属，由于其资源稀少及特有的理化性质，自古以来被视为五金之首，有“金属之王”的称号。金是重金属中少有的化学、物理、电子性能优异的金属，具有较高的稳定性，它的应用领域非常广泛。由于金具备非常稳定的理化性质，如抗腐蚀性、导电性、导热性和稳定性，使它能够广泛用到许多现代高新技术当中去，金离子在免疫系统能够作为白细胞等免疫细胞的抑制剂。此外，金在生物学及医药学领域同样扮演重要的作用，如细菌抗性及抗癌药物研发等。当今社会重金属对土壤、水、环境的污染问题越来越受到重视。重金属金的矿产资源被开发的同时，有一部分进入环境中，然后通过地大气、地表水、地下水和生物链直至大气圈等传播途径，对人民的生产生活以及生态系统产生污染、破坏乃至威胁到人们的生存环境及生命健康。此外，在不合理的开采和黄金的冶炼及二次加工等生产过程中产生一些副产物，这些问题已经严重影响到黄金产业的发展。众所周知，黄金的含量是十分有限的，属于稀有的贵金属资源，如果我们能够合理地开发金矿产资源，减少资源的浪费，可以很大程度上提高金矿产资源的有效利用率。所以，能够对环境中的金离子的检测，以及能够合理的回收环境中的金离子十分重要。随着金应用范围的不断扩大，尤其是金在食品安全方面以及医药健康的使用，从而致使许多金离子通过食物链的富集作用进入到动植物体内，能使蛋白质变性引起环境以及人的健康危害。由于金离子在环境中不能被分解，还能够在水中的其他的有毒物质结合生成毒性更大的产物，这些有毒产物通过动植物吸收，对消化系统、免疫系统造成严重破坏。金离子还能够在人体内与各种酶发生的结合形成复合物，使酶本身失去活性，进而使人的身体机能遭到破坏，危害人体的健康，严重时甚至威胁生命。特别三价金离子能够与生物体内发生作用，导致生物体中毒，影响生物体的健康。所以重金属金离子的检测和回收逐渐为社会所关注，寻找准确、灵敏、快速的金检测方法在当今科学界具有非常重要的意义，如何检测和回收环境中的金离子成为当今时代的热点问题。现有的重金属离子回收方法主要是化学方法，通过加入化学试剂与重金属离子形成沉淀或者悬浮达到回收重金属的目的。但是化学方法有三个缺点：第一是化学方法有可能由于加入的化学试剂的量不合适而造成二次污染；第二是化学方法选择性不够高，尤其是处理性质极相近的各种重金属效果不好，即使回收得到了一定的目的金属，纯度也不高，还需要进一步处理；第三是化学方法回收工业废水中的重金属，所产生污水对于环境不友好，沉淀剂等化学试剂可能对于自然环境造成更大的破坏。因此，现有的方法很难实现对工业废水中金离子的高效选择性检测及富集和回收。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种金离子检测及吸附系统及其宿主菌、金离子回收方法，旨在解决现有金离子回收纯度低、效果不理想，以及污染环境的技术问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一方面，本专利技术提供一种金离子检测及吸附系统，包括检测单元和与所述检测单元连接的吸附单元，所述检测单元包括荧光蛋白DNA序列，且所述荧光蛋白DNA序列与第一启动子连接；所述吸附单元包括互相连接的大肠杆菌外膜蛋白OmpADNA序列和金离子结合蛋白GolBDNA序列，且所述大肠杆菌外膜蛋白OmpADNA序列与第二启动子连接；所述检测单元位于所述吸附单元的上游。另一方面，本专利技术提供一种金离子检测及吸附蛋白表面展示系统，包括由上述金离子检测及吸附系统表达的荧光蛋白、大肠杆菌外膜蛋白OmpA和金离子结合蛋白GolB。另一方面，本专利技术提供一种表达载体，包括上述金离子检测及吸附系统。又一方面，本专利技术提供一种宿主菌，所述宿主菌包括上述表达载体或所述宿主菌表达上述金离子检测及吸附蛋白表面展示系统。再一方面，本专利技术提供一种上述金离子检测及吸附系统的制备方法，包括如下步骤：从大肠杆菌基因组中扩增出大肠杆菌外膜蛋白OmpADNA序列，从鼠伤寒沙门氏菌基因组DNA中扩增出金离子结合蛋白GolBDNA序列；以所述大肠杆菌外膜蛋白OmpADNA序列和所述金离子结合蛋白GolBDNA序列为模板，扩增出OmpA-GolB融合蛋白DNA序列；从大肠杆菌表达载体基因组中扩增荧光蛋白DNA序列；将第一启动子、所述荧光蛋白DNA序列、第二启动子、所述OmpA-GolB融合蛋白DNA序列依次连接。最后，本专利技术提供一种金离子回收方法，包括如下步骤：提供含有金离子的液体；将权利要求6所述的宿主菌培养后加入所述液体中，静置处理；待所述溶液中出现沉淀后，进行过滤处理得到吸附有金离子的所述宿主菌；用酸处理吸附有金离子的所述宿主菌，分离后得到金离子。本专利技术的金离子检测及吸附系统基于鼠伤寒沙门氏菌中金离子的调控机制设计，其中包含了检测单元和吸附单元，检测单元包括报告荧光蛋白DNA序列，其可以可视化检测金离子，而吸附单元包括OmpA-GolB吸附部分，高效吸附金离子。将该系统连接到质粒中后导入非致病性的大肠杆菌细胞体内，在启动子调控下可视化检测和吸附金离子，因此该种经过改造后的工程菌对金离子的检测及吸附具有很好的效果；因报告荧光蛋白、大肠杆菌外膜蛋白OmpA和金离子结合蛋白GolB的高效表达，其工程菌可以表达金离子检测及吸附蛋白表面展示系统，因此金离子检测及吸附系统容易制备、成本较低、操作方便。本专利技术提供的金离子回收方法，可以集金离子检测及吸附一体化，用本专利技术的工程菌对含金工业废水的处理：将工程菌液加入到废水中，菌体能够在检测到含金废水的同时在细胞膜外大量表达GolB蛋白，将废水中的金离子结合。在完成金离子的结合吸附后，对菌体进行聚集和沉淀，菌体回收方便。通过对菌体的处理和二次使用，本专利技术最终能够通过生物手段实现对工业废水中重金属金的检测及可循环富集和回收；因此，本专利技术能够克服现有技术的缺点，不会造成二次污染，对环境友好。附图说明图1是本专利技术实施例1金离子检测系统质粒构建图谱；图2是本专利技术实施例1金离子检测系统质粒的电泳鉴定图；其中，M是DNA分子量标准，1是金离子检测系统质粒泳道；图3是本专利技术实施例2金离子吸附系统质粒构建图谱；图4是本专利技术实施例2金离子吸附系统质粒的电泳鉴定图；其中，M是DNA分子量标准，1是融合蛋白表达Lpp-OmpA-GolB质粒泳道；图5是本专利技术实施例3金离子检测及吸附系统质粒构建图谱；图6是本专利技术实施例5水体中金离子敏感性检测效果示意图；图7(a)是本专利技术实施例6水体中金离子选择性检测效果示意图；图7(b)是本专利技术实施例5水体中金离子选择性检测效果示意图；图8是本专利技术实施例7蛋白表达验证图；图9是本专利技术实施例5水体中金离子的浓度和诱导时间对检测的影响；图10是本专利技术实施例8金离子吸附能力效果图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一方面，本专利技术实施例提供了一种金离子检测及吸附系统，包括检测单元和与该检测单元连接的吸附单元，检测单元包括荧光蛋白DNA序列，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金离子检测及吸附系统，其特征在于，包括检测单元和与所述检测单元连接的吸附单元，所述检测单元包括荧光蛋白DNA序列，且所述荧光蛋白DNA序列与第一启动子连接；所述吸附单元包括互相连接的大肠杆菌外膜蛋白OmpA DNA序列和金离子结合蛋白GolB DNA序列，且所述大肠杆菌外膜蛋白OmpA DNA序列与第二启动子连接；所述检测单元位于所述吸附单元的上游。

【技术特征摘要】
1.一种金离子检测及吸附系统，其特征在于，包括检测单元和与所述检测单元连接的吸附单元，所述检测单元包括荧光蛋白DNA序列，且所述荧光蛋白DNA序列与第一启动子连接；所述吸附单元包括互相连接的大肠杆菌外膜蛋白OmpADNA序列和金离子结合蛋白GolBDNA序列，且所述大肠杆菌外膜蛋白OmpADNA序列与第二启动子连接；所述检测单元位于所述吸附单元的上游。2.如权利要求1所述的金离子检测及吸附系统，其特征在于，所述荧光蛋白为红色荧光蛋白RFP，其DNA序列如SEQIDNO:13所示；和/或所述第一启动子为PgolS-GolS-PgolB，其序列如SEQIDNO:10所示；所述第二启动子为PgolB，其序列如SEQIDNO:19所示；和/或所述大肠杆菌外膜蛋白OmpADNA序列如SEQIDNO:3所示，所述金离子结合蛋白GolBDNA序列如SEQIDNO:6所示。3.如权利要求1或2所述的金离子检测及吸附系统，其特征在于，所述第二启动子与所述大肠杆菌外膜蛋白OmpADNA序列之间还连接有脂蛋白LppDNA序列，所述脂蛋白LppDNA序列如SEQIDNO:22所示。4.一种金离子检测及吸附蛋白表面展示系统，其特征在于，包括由权利要求1或2所述的金离子检测及吸附系统表达的荧光蛋白、大肠杆菌外膜蛋白OmpA和金离子结合蛋白GolB；或包括由权利要求3所述的金离子检测及吸附系统表达的荧光蛋白、脂蛋白Lpp、大肠杆菌外膜蛋白OmpA和金离子结合蛋白GolB。5.一种表达载体，其特征在于，包括如权利要求1-3任一所述的金离子检测及吸附系统。6.一种宿主菌，其特征在于，所述宿主菌包括如权利要求5所述的表达载体；或所述宿主菌表达如权利要求4所述的金离子检测及吸附...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵劲，魏炜，孙培卿，崔汉立，刘祥志，
申请(专利权)人：深圳劲宇生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44