菌酶联合体及其在聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料降解中的应用制造技术

本发明专利技术公开了菌酶联合体及其在聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料降解中的应用，属于塑料垃圾生物降解技术领域。本发明专利技术通过筛选得到的科恩氏菌JQ

【技术实现步骤摘要】
菌酶联合体及其在聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料降解中的应用


[0001]本专利技术属于塑料垃圾生物降解
，本专利技术涉及菌酶联合体及其在聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料降解中的应用，具体涉及一种科恩氏菌JQ
‑
3、由科恩氏菌JQ
‑
3与PET降解酶ICCG混合制成的菌酶联合体、及该联合体在降解聚对苯二甲酸乙二醇酯方面的应用。

技术介绍

[0002]聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是乙二醇(Ethylene glycol,EG)和对苯二甲酸(Terephthalic acid,TPA)以酯键依次连接形成的线性大分子，其制品约占所有塑料制品的60％，如可乐瓶、一次性容器、地毯纤维、窗帘等。因非支化的化学结构和高比例的芳族成分，使得PET具有耐久性及化学惰性，自然界中难以降解(Science 2016,351:1196
‑
9)。这使得PET塑料垃圾在环境中持续积累，对生态构成了严重的威胁。
[0003]目前，对生态环境产生较为严重负荷的物理或化学法处理正逐渐被淘汰，生物降解技术因其具有绿色无污染以及成本低等优势，而逐渐成为塑料降解领域的研究热点。已报到的微生物对PET的降解效率参差不齐，但普遍偏低，如Ideonella sakaiensis 201
‑
F6对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的降解速率仅为0.13mg/d(Science,2016,351:1196
‑
1199)。在常温(30
‑
35℃)下，PET链处于不活跃状态，与降解酶的结合概略大大降低，从而影响了PET降解效果。高温环境是对PET降解效率明显高于常温状态，故筛选一株嗜热型PET降解菌株是未来工作的重点。在公开号为CN113652375A的专利中，筛选到了一株产碱菌科好氧菌株，该菌株能够在50℃条件下在含有对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、原儿茶酸、苯甲酸、间羟基苯甲酸、对羟基苯甲酸、4
‑
甲酰基苯甲酸、双酚A、4,4
‑
二氨基二苯甲烷中生长，并对反应体系中的底物进行降解。但相关的耐高温且能够降解PET及其降解产物的菌株还较少。
[0004]目前，研究者已分离、鉴定和表征了多种PET降解酶，且在高温环境是对PET降解效率明显高于常温状态，如LCC、ICCG、角质酶等(FEBS Open Bio 2016,6:919
‑
927；Biochemistry 2018,57:1190
‑
1200)。但是几乎没有研究将高温PET降解菌与酶进行复配实现在高温环境条件下快速降解PET，以减轻PET废料或相关塑料的污染。

技术实现思路

[0005]专利技术人在试验中筛选到了一株科恩氏菌株，该菌株能够在较高温度及pH6.5～8.0下较好地生长，且能够有效降解PET，为首次发现的可应用于降解PET中的科恩氏菌株。将此菌株与PET降解酶ICCG联用以降解PET，两者可协同作用提升对于PET的降解作用。
[0006]本专利技术的第一个目的是提供一株科恩氏菌(Cohnella laecitibosi)，已于2021年11月01日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 20211351，保藏地址为中国.武汉.武汉大学。
[0007]本专利技术的第二个目的是提供了含有科恩氏菌JQ
‑
3的微生物菌剂。
[0008]在一种实施方式中，所述微生物菌剂中科恩氏菌JQ
‑
3的含量不低于1.0
×
106CFU/
g或1.0
×
106CFU/mL。
[0009]在一种实施方式中，所述微生物菌剂的制备方法为取200～600μL的科恩氏菌JQ
‑
3接种于10～30mL LB液体培养基中，30～70℃下活化2至3代，即得到液体微生物菌剂；待科恩氏菌JQ
‑
3达到108CFU/mL以上活菌数时，8000rpm下离心15min，去除上清液后，取菌体，将菌体冷冻干燥后，得到固体微生物菌剂。
[0010]本专利技术的第三个目的是提供了含有所述科恩氏菌JQ
‑
3和PET降解酶的菌酶联合制剂。
[0011]在一种实施方式中，所述PET降解酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。
[0012]在一种实施方式中，将所述PET降解酶的纯化液与科恩氏菌JQ
‑
3菌液进行混合。
[0013]在一种实施方式中，所述菌酶联合制剂的制备方法为：
[0014](1)将菌株JQ
‑
3发酵液3600rpm离心10min，弃上清液，然后利用无机盐液体培养基进行复溶至菌体活菌数为2
×
109CFU/mL，得到液体菌剂；
[0015](2)将表达ICCG酶的重组大肠杆菌培养发酵获得发酵液，离心后取上清液，利用硫酸铵沉淀上清液，置于60℃，温浴1h热处理后，于8000rpm的条件下离心15min去除杂蛋白，获得纯化后的ICCG酶液；
[0016](3)将液体菌剂与ICCG酶液混合得到菌酶联合制剂。
[0017]优选地，所述菌酶联合制剂中菌株JQ
‑
3的菌浓不少于0.3
×
108CFU/mL，所述ICCG酶的浓度不少于12.5μg/mL。
[0018]优选地，所述菌酶联合制剂中菌株JQ
‑
3的菌浓0.3
×
108～2.5
×
108CFU/mL，所述ICCG酶的浓度12.5～100μg/mL。
[0019]更优选地，所述菌酶联合制剂中菌株JQ
‑
3的菌浓1.8
×
108～2.5
×
108CFU/mL，所述ICCG酶的浓度50μg/mL；
[0020]或者所述菌酶联合制剂中菌株JQ
‑
3的菌浓0.3
×
108～2.5
×
108CFU/mL，所述ICCG酶的浓度为12.5～100μg/mL；
[0021]或者所述菌酶联合制剂中菌株JQ
‑
3的菌浓2.5
×
108CFU/mL，所述ICCG酶的浓度为25～100μg/mL。
[0022]本专利技术的第四个目的是提供了降解PET的方法，所述方法是将所述科恩氏菌JQ
‑
3、或含有科恩氏菌JQ
‑
3的微生物菌剂或菌酶联合制剂在含有PET的体系中降解PET。
[0023]在一种实施方式中，将所述科恩氏菌JQ
‑
3的菌液添加至含有PET的体系中；
[0024]或者，将含有科恩氏菌JQ
‑
3的微生物固体菌剂活化后添加至含有PET的体系中；
[0025]或者，将所述菌酶联合制剂以液体的形式添加至含有PET的体系中。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一株科恩氏菌(Cohnella laeviribosi)，已于2021年11月01日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 20211351。2.一种微生物菌剂，其特征在于，含有权利要求1所述的科恩氏菌。3.一种菌酶联合体，其特征在于，所述菌酶联合体中含有权利要求1所述的科恩氏菌及氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示的PET降解酶。4.根据权利要求3所述的菌酶联合体，其特征在于，所述菌酶联合体中科恩氏菌的菌浓不少于0.3
×
108CFU/mL，所述PET降解酶的浓度不少于12.5μg/mL。5.一种降解聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法，其特征在于，所述方法是将权利要求1所述科恩氏菌、或权利要求2所述微生物菌剂或权利要求3或4所述菌酶联合体加入含有聚对苯二甲酸乙二醇酯的体系中。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述含有聚对苯二甲酸乙二醇酯的体系包括聚酯纤维、PET薄膜、PET塑料制品、电器的零部件、轴承或...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜正飞，周剑桥，李娟，吴敬，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：