一种聚酯塑料水解酶及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种聚酯塑料水解酶jmPE13及其应用。该聚酯塑料水解酶jmPE13的氨基酸序列如SEQ ID NO.1的第26

【技术实现步骤摘要】
一种聚酯塑料水解酶及其应用


[0001]本专利技术属于基因工程领域，具体涉及一种新型聚酯塑料水解酶jmPE13及其在聚酯塑料生物降解中的应用。

技术介绍

[0002]塑料制品的广泛应用也对自然环境和人类健康产生了严重的负面影响，同时，塑料的废弃也是资源的极大浪费。利用微生物和酶对废弃塑料进行降解具有条件温和，环境友好，且产物价值高等特点，是最有前景的塑料降解方式。因此，塑料降解微生物和酶元件的挖掘改造成为国内外该领域的研究热点。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在提供一种聚酯塑料水解酶jmPE13、其酶活力提高的突变体M4及其应用。
[0004]本课题组前期分离到一株细菌Pseudomonas sp.JM16B3，其基因组中含有两个潜在的聚酯水解酶基因。我们对其中一个酶基因jmPE13进行克隆、表达、纯化及酶学表征，发现该酶可以水解BHET[对苯二酸双(羟乙)酯]、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PBAT(聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯)、废弃塑料瓶等，表明该酶在聚酯塑料的生物降解方面具有很好的应用潜力和研究价值，从而实现了本专利技术的目的。进一步通过酶工程技术获得一种酶活力提高的突变体M4。
[0005]本专利技术所述的聚酯塑料水解酶jmPE13，其特征在于：该聚酯塑料水解酶jmPE13的氨基酸序列如SEQ ID NO.1的第26
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298位所示，其核苷酸序列如SEQ ID NO.2的第76
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894位或SEQ ID NO.3所示。
[0006]具体的，所述聚酯塑料水解酶jmPE13来自于细菌Pseudomonas sp.JM16B3。包括298个氨基酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示(具体为MNGKLSLARLALFTASLLACTYAFS APSPSAPCSNCTRGPNPTEASLKANSGPFSVSRFSVSGFLRGFGSSTVYYPTNTTGKMGAIAVIPGYLSYESSIEWWGPRLASHGFVVMTMNTNTIYDQPDSRANQLSSALDYLISQSNSRTSPLYNKIDSTRLGAIGWSMGGGGSLKLSTQRSINAIIPQAPYYAGFNRFDEIKTPALILACESDVVAPVAIHASPFYNRLPNSTPKAFLEINNGSHFCANSGYPDERLLGMYGIAWMKRFIDFDTRYSQFLCGPNHTADYSISEYRQNCPY)，N端25个氨基酸为信号肽，成熟的jmPE13的理论分子量为30kDa。
[0007]进一步的，本专利技术所述的聚酯塑料水解酶jmPE13还涵盖在：所使用的蛋白为表现出聚酯水解酶活性的jmPE13的突变体，包括对该蛋白少量氨基酸的修改、插入或删除。
[0008]本专利技术还公开了一种聚酯塑料水解酶jmPE13酶活力提高的突变体M4，其特征在于，其氨基酸序列如SEQ ID NO.4的第26
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298位氨基酸序列所示，其核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示。
[0009]具体的，所述聚酯塑料水解酶jmPE13的突变体M4包括298个氨基酸，氨基酸序列如S EQ ID NO.4所示(具体为MNGKLSLARLALFTASLLACTYAFSAPSPSAPCSNCTRGPNPTE ASLKANSG
PFSVSRFSVSGFLRGFGSSTVYYPTNTTGKMGAIAVIPGYLSYESSIEWWGPRLASHGFVVMTMNTNTIYDQPDSRANQLSSALDYLISQSNSSTSPLYNKIDSTRLGAIGWSMGGGGSLKLSTQRSINAIIPQAPYYAGFNRFDEIKTPALILACESDVVAPVAIHASPFYNRLPNSTPKAFLEINNGSHFCANSGYPDERLLGMYGIAWMKRFIDFDTRYSQFLCGPNHTADYSISEYRQNCPY)，N端25个氨基酸为信号肽。
[0010]本专利技术还公开了包含上述聚酯塑料水解酶基因的重组载体pET32a
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jmpe13和pET32a
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m4。
[0011]本专利技术还公开了包含上述重组载体pET32a
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jmpe13和pET32a
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m4的重组大肠杆菌工程菌株BL21(DE3)/jmpe13和BL21(DE3)/m4。
[0012]本专利技术所述的聚酯塑料水解酶jmPE13是由重组大肠杆菌工程菌株BL21(DE3)/jmpe13或BL21(DE3)/m4发酵培养诱导表达、纯化回收获得。
[0013]本专利技术还提供聚酯塑料水解酶jmPE13及其突变体M4在聚酯塑料降解中的应用。
[0014]优选地，酯塑料水解酶jmPE13在BHET、PET、PBAT降解中的应用。
[0015]本专利技术具备的有益效果：
[0016]本专利技术所述的酯塑料水解酶jmPE13具有聚酯水解酶活力，对BHET、PET、PBAT等聚酯具有显著的降解作用，显示该酶在聚酯塑料的生物降解中具有很大的应用潜力和研究价值。
附图说明
[0017]图1是SDS
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PAGE分析纯化的jmPE13酶蛋白，其中，1为蛋白质分子量marker，2为纯化的带有S tag的jmPE13酶蛋白，分子量为50kD。
[0018]图2是HPLC分析jmPE13对BHET的水解活力，反应产物MHET和未反应完的BHET的峰已在图谱中标出。
[0019]图3是SEM观察jmPE13对PET塑料瓶的降解活力，其中，CK为反应体系不含jmPE13的对照组。
[0020]图4是HPLC分析jmPE13对PBAT的水解活力，反应产物BT的峰已在图谱中标出。
[0021]图5是jmPE13和M4在30℃的酶活力比较。
具体实施方式
[0022]下面是本专利技术具体的实施示例。需要指出的是，这些实施例仅仅是范例性的，并不对本专利技术的范围构成任何限制。在本专利技术的思路和范围下对实施方案的细节和形式进行的修改和替换均落入本专利技术的保护范围内。
[0023]除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本专利技术所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的实验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
[0024]实施例1：重组载体pET32a
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jmpe13的构建
[0025]首先根据原始核苷酸序列(SEQ ID No.2)的第76
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894位，以大肠杆菌表达宿主进行密码子优化，由金唯智公司合成经优化后的聚酯塑料水解酶编码基因(核苷酸序列如SEQ ID No.3)并克隆至pET32a载体的EcoR I和Not I重组位点，得到重组载体pET32a
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jmpe13；将重组载体pET32a
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jmpe13转化至克隆宿主E.coli DH5α，对得到的转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酯塑料水解酶jmPE13，其特征在于，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1的第26
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298位氨基酸序列所示。2.一种聚酯塑料水解酶jmPE13酶突变体M4，其特征在于，其氨基酸序列如SEQ IDNO.4的第26
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298位氨基酸序列所示。3.一种编码权利要求1所述的聚酯塑料水解酶jmPE13的编码基因，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ ID NO.2的第76
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894位碱基序列或如SEQ ID NO.3所示。4.一种编码权利要求2所述的突变体M4的编码基因，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱红惠，周晓丽，徐志强，张明霞，
申请(专利权)人：广东省科学院微生物研究所广东省微生物分析检测中心，
类型：发明
国别省市：