卤酸脱卤酶超家族蛋白变体以及使用其降低样品中含氟化合物浓度的方法技术

提供了卤酸脱卤酶超家族蛋白变体和使用其降低样品中含氟化合物浓度的方法。

Variants of halogenated dehalogenase superfamily proteins and methods of using them to reduce the concentration of fluorinated compounds in samples

Variants of halogenated dehalogenase superfamily proteins and methods of using them to reduce the concentration of fluorinated compounds in samples are provided.

【技术实现步骤摘要】
卤酸脱卤酶超家族蛋白变体以及使用其降低样品中含氟化合物浓度的方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年9月1日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2017-0111925的优先权，其所公开的全部内容通过引用并入本申请。
技术介绍
1.专利
本公开内容涉及重组微生物，所述重组微生物包含编码卤酸脱卤酶超家族蛋白变体的外源基因，包含该变体的用于除去样品中氟化合物的组合物，以及使用该卤酸脱卤酶超家族蛋白降低样品中含氟化合物浓度的方法。2.相关技术说明加快全球变暖的温室气体排放是严重的环境问题，减少和预防温室气体排放的规定已经越来越严格。在温室气体中，诸如全氟化碳(PFC)、氢氟碳化物(HFC)或六氟化硫(SF6)的氟化气体(F-气体)显示出较低的绝对排放，但是其具有较长的半衰期和非常高的引起全球变暖的潜能，结果对环境导致严重的不良影响。作为F-气体排放主要原因的半导体工业和电子工业排放的F-气体量已经超出了温室气体的指定排放量并且在持续增加。因此，将温室气体分解所需的费用和温室气体排放限额每年都在增加。在F-气体分解中通常使用热解或催化热氧化法。然而，该方法具有分解速率有限、二次污染物排放、成本较高等缺点。为了克服这些缺点，已提出采用微生物生物催化剂对F-气体进行生物分解。因此，希望克服现有化学分解法的缺陷并且还希望以更经济和更加环境友好的方式处理F-气体。卤酸脱卤酶(HAD)超家族是包括磷酸酶、磷酸酯酶、P型ATP酶、β-磷酸葡萄糖变位酶、磷酸甘露糖变位酶和脱卤酶的酶超家族。HAD参与从氨基酸生物合成到解毒的多种细胞过程。尽管存在这些现有技术，但是仍需要HAD的变体。专利技术概述提供了一种重组微生物，所述重组微生物包含编码卤酸脱卤酶超家族蛋白的外源基因。提供了一种用于减少样品中含氟化合物的组合物，所述组合物包含卤酸脱卤酶超家族蛋白的变体。提供了一种用于降低样品中含氟化合物浓度的方法，所述方法包括将卤酸脱卤酶超家族蛋白的变体与含有含氟化合物的样品接触，以降低样品中含氟化合物的浓度。提供了卤酸脱卤酶超家族蛋白的变体和编码该变体的多核苷酸。附图说明从以下结合附图对实施方式的描述中，这些和/或其他方面将变得显而易见并且更易于理解，其中：图1是pET-BC3334载体的载体图谱；图2是玻璃迪姆罗斯回流冷凝器(aglassDimrothrefluxcondenser)的示意图；图3是pET-SF0757载体的载体图谱；以及图4显示了BC3334蛋白同源序列的比对结果。专利技术详述现在将详细地提及实施方式，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终表示相同的元件。在这方面，本实施方式可以具有不同的形式，并且不应被解释为限于本申请所示的描述。因此，下面仅通过参考附图对实施方式进行描述来解释这些方面。如在本申请中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任意和所有组合。如在本申请中所使用的，术语“基因”指表达特定蛋白的核酸片段，并且可以包括调控序列，如编码区序列和包括5’-非编码序列和3’-非编码序列在内的非编码区序列。调控序列可以包括启动子、增强子、操纵子、核糖体结合位点、polyA结合位点、终止子区等。如在本申请中所使用的，术语多核苷酸或多肽的“序列同一性”指在进行序列比对后获得的序列的碱基或氨基酸残基之间的同一性程度以使得在某些可比较区域中为最佳匹配。序列同一性是通过对两条序列进行最佳比对对在某些可以比较区域中的两条序列进行比较获得的值，其中在某些可比较区域中的序列的部分与参照序列相比可以增加或缺失。可以通过例如在整个可比较区域中对两条最佳比对序列进行比较，确定相同氨基酸或核酸出现的位置数以获得匹配位置数，使用可比较区域中的匹配位置数除以位置总数(例如范围的尺寸)并将除得的结果乘以100以获得序列同一性百分率计算序列同一性百分率。可以使用公知的序列比对或比较程序如BLASTN或BLASTP(NCBI)、CLC主要工作台(CLCbio)或者MegAlignTM(DNASTARInc)确定序列同一性百分率。除非说明书中另有说明，否则选择用于执行程序的参数可以是如下所示：E-值＝0.00001和H-值＝0.001。实施方式的一个方面提供了一种重组微生物，所述重组微生物包含编码卤酸脱卤酶(HAD)超家族蛋白的变体的外源基因。对于重组微生物而言，HAD可以是包括磷酸酶、磷酸酯酶、P型ATP酶、β-磷酸葡萄糖变位酶、磷酸甘露糖变位酶和脱卤酶在内的酶。HAD可以包括HAD结构域。HAD可以是属于EC3.6.3.1的磷脂变位ATP酶、属于EC3.1.3.45的3-脱氧-D-甘露-辛酸酯(KDO)8-磷酸磷酸酶、属于EC3.1.3.70的甘露糖基-3-磷酸甘油酸磷酸酶、属于EC3.1.3.18的磷酸乙醇酸磷酸酶或属于EC3.8.1.2的HAD。ATP酶可能是推定参与拟南芥耐低温的脂质翻转酶。3-脱氧-D-甘露-辛酸酯(KDO)8-磷酸磷酸酶可以催化KDO生物合成的最后一步，KDO是革兰氏阴性细菌中脂多糖的组分。甘露糖基-3-磷酸甘油酸磷酸酶可以水解甘露糖基-3-磷酸甘油酸以形成渗透剂甘露糖甘油酯。磷酸乙醇酸磷酸酶可以催化2-磷酸乙醇酸酯的去磷酸化。HAD蛋白或其变体可以与SEQIDNO：1、5、29、30、31、32或33的氨基酸序列具有85％或更高、90％或更高、95％或更高、96％或更高、97％或更高、98％或更高或者99％或更高的序列同一性。变体可以在选自由位置N122和S184组成的组的氨基酸残基的至少一个氨基酸残基处包含氨基酸改变，其中编号表示SEQIDNO：1的氨基酸序列编号或与位置N122和S184对应的氨基酸序列编号。变体可以是属于HAD的酶，例如具有属于EC3.8.1.2的脱卤酶活性的酶。氨基酸改变可以包括N122被V或Y取代，S184被H、Q或D取代，或其组合。或者，该改变可以是在位置122对V或Y的保守取代，或在位置184对H，Q或D的保守取代。换而言之，改变可以是用对应于N122的氨基酸替换为对于V或Y是保守性替换的氨基酸，或对应于S184的氨基酸被替换为对于H，Q或D是保守性替换的氨基酸。位置184处H的保守取代可以是S184K或S184R。位置184处Q的保守取代可以是S184T，S184C，S184Y或S184N。位置184处的D的保守替换可以是S184E。位置122处的V的保守取代可以是N122G，N122A，N122L，N122I，N122M，N122F，N122W或N122P。位置122处的Y的保守取代可以是N122S，N122T，N122C或N122Q。与氨基酸序列的编号对应的编号是SEQIDNO：5、29、30、31、32和33的氨基酸序列的N122或S184。蛋白可以与SEQIDNO：1、5、29、30、31、32或33的氨基酸序列具有85％或更高的序列同一性。可以通过使用另一个氨基酸(例如，19个天然氨基酸)取代与具有SEQIDNO：1的氨基酸BC3334中与N122和S184对应的至少一个残基制备变体。可以通过使用H、Q或D取代与SEQIDNO：1的氨基酸序列BC3334中的S184位对应的氨基酸残基制备变体。与SEQIDNO：1的氨基酸序列BC3334中的N122位和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重组微生物，所述重组微生物包含编码卤酸脱卤酶(HAD)超家族蛋白变体的外源基因，其中所述变体在选自由位置N122和S184组成的组的氨基酸残基的至少一个氨基酸残基处包含氨基酸改变，其中编号表示SEQ ID NO:1的氨基酸序列编号或与位置N122和S184对应的氨基酸序列编号。

【技术特征摘要】
2017.09.01 KR 10-2017-01119251.一种重组微生物，所述重组微生物包含编码卤酸脱卤酶(HAD)超家族蛋白变体的外源基因，其中所述变体在选自由位置N122和S184组成的组的氨基酸残基的至少一个氨基酸残基处包含氨基酸改变，其中编号表示SEQIDNO:1的氨基酸序列编号或与位置N122和S184对应的氨基酸序列编号。2.根据权利要求1所述的微生物，其中所述氨基酸改变包括N122被V或Y取代或者N122被相对于V或Y保守的不同氨基酸取代，其中所述N122被相对于V保守的不同氨基酸取代为N122G，N122A，N122L，N122I，N122M，N122F，N122W或N122P，以及所述N122被相对于Y保守的不同氨基酸取代为N122S，N122T，N122C或N122Q。3.根据权利要求1所述的微生物，其中所述氨基酸改变包括S184被H、Q或D取代或者S184被相对于H、Q或D保守的不同氨基酸取代，其中所述S184被相对于H保守的不同氨基酸取代为S184K,或S184R，所述S184被相对于Q保守的不同氨基酸取代为S184T，S184C，S184Y，或S184N，以及所述S184被相对于D保守的不同氨基酸取代为S184E。4.根据权利要求1所述的微生物，其中与所述氨基酸序列的编号对应的所述编号是SEQIDNO：5、29、30、31、32和33的氨基酸序列的N122或S184。5.根据权利要求1所述的微生物，其中所述蛋白与SEQIDNO：1、5、29、30、31、32或33的氨基酸序列具有85％或更高的序列同一性。6.根据权利要求1所述的微生物，其中所述变体具有SEQIDNO：1的氨基酸序列中N122Y的取代、在SEQIDNO：5的氨基酸序列中S184H的取代、或者N122Y和S184H的保守性取代。7.一种用于除去样品中以式1或式2表示的含氟化合物的组合物，所述组合物包含卤酸脱卤酶(HAD)超家族的变体，其中所述变体在选自由位置N122和S184组成的组的氨基酸残基的至少一个氨基酸残基处包含氨基酸改变，其中编号表示SEQIDNO:1的氨基酸序列编号或与位置N122和S184对应的氨基酸序列编号：<式1>C(R1)(R2)(R3)(R4)<式2>(R5)(R6)(R7)C-[C(R11)(R12)]n-C(R8)(R9)(R10)，其中，在式1和式2中，n是从0至10的整数，R1、R2、R3和R4的每一个独立地是氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)或氢(H)，选自R1、R2、R3、R4的至少一个是F，R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11和R12的每一个独立地是F、Cl、Br、I或H，以及选自R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11和R12的至少一个是F。8.根据权利要求7所述的组合物，其中所述氨基酸改变包括N122被V或Y取代或者N122被相对于V或Y保守的不同氨基酸取代，其中所述N122被相对于V保守的不同氨基酸取代为N122G，N122A，N122L，N122I，N122M，N122F，N122W或N122P，以及所述N122被相对于Y保守的不同氨基酸取代为N122S，N122T，N122C或N122Q。9.根据权利要求7所述的组合物，其中所述氨基酸改变包括S184被H、Q或D取代或者S184被相对于H、Q或D保守的不同氨基酸取代，其中所述S184被相对于H保守的不同氨基酸取代为S184...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑有景，金兑勇，卞钟元，朴轸焕，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR