一株PET塑料高效降解菌及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一株PET塑料高效降解菌及其应用。诺卡氏菌Nocardioides sp.SCSIO66511保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号CGMCCNo.26044，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，邮编：100101，保藏日期为：2022年12月4号。本发明专利技术的诺卡氏菌SCSIO 66511来源于海洋环境，具有较强的环境适应能力，并具备良好的PET塑料降解效果。具备良好的PET塑料降解效果。具备良好的PET塑料降解效果。

【技术实现步骤摘要】
一株PET塑料高效降解菌及其应用


[0001]本专利技术属微生物及其应用
，更具体地说，本专利技术涉及一种诺卡氏菌及其应用。

技术介绍

[0002]塑料工业的迅猛发展改变了人们传统的生产、生活方式，给人们的生活带来了极大的便利，但产生的大量塑料垃圾在自然环境中不断累积，给全球的生态环境造成了严重的负担。每年有大量的塑料垃圾进入海洋生态系统，给海洋的鸟类、鱼类等生物造成了严重的生存威胁。聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene glycol terephthalate，PET)由石油衍生的对苯二甲酸和乙二醇为材料合成，具有烃链长、分子量高、气体渗透性低、难降解等特点。因生产成本低、耐用性好和使用简便等优点，PET成为使用量最多的聚酯材料，全球一半以上的合成纤维和塑料瓶由PET制成。由于PET分子的主链上存在芳香族化合物而难以自然降解，PET塑料的绿色降解对于人类健康和保护生态环境，具有积极意义和作用。
[0003]微生物降解是目前塑料绿色降解的最佳方法，微生物附着在塑料表面，形成生物膜，微生物分泌的胞外降解酶攻击聚酯分子中的酯键，PET被水解成低聚物、二聚物、水溶性单体，如对苯二甲酸羟乙酯(BHET)、对苯二甲酸单羟酯(MHET)、对苯二甲酸(TPA)等，最终被矿化为二氧化碳和水。到目前为止只有少数的细菌、放线菌和真菌被报道能够将PET部分降解为低聚物或单体。放线菌是发现塑料降解菌的重要来源，目前已经报道从放线菌门中发现褐色喜热裂孢菌(Thermobifida fusca)、链霉菌属(Streptomyces)、绿色糖单孢菌(Saccharomonospora viridis)等菌株可有效的降解PET。角质酶(Cutinase)属于α/β折叠水解酶超家族，具有丝氨酸、组氨酸、天冬氨酸残基组成的催化三联体，是目前有效降解PET的重要酶类。PET塑料的玻璃化温度为76℃，在高温下稳定的角质酶更有利于塑料的降解，不同菌种来源的角质酶，表现出了不同的温度适应性，显示出不同的PET降解活力。因此，本专利通过挖掘高效的PET塑料降解菌和新型的高温稳定的角质酶，用于环境中PET塑料降解，对于保护生态环境具有重要意义。

技术实现思路
：
[0004]本专利技术的第一个目的是提供一种具有PET降解能力的新的诺卡氏菌Nocardioides sp.SCSIO 66511以及该菌株SCSIO 66511在PET塑料降解方面的应用。
[0005]诺卡氏菌Nocardioides sp.SCSIO 66511保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号CGMCC No.26044，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，邮编：100101，保藏日期为：2022年12月4号。
[0006]本专利技术的第二个目的是提供诺卡氏菌Nocardioides sp.SCSIO 66511在降解PET塑料中的应用。
[0007]本专利技术的第三个目的是提供一种诺卡氏菌SCSIO 66511来源的新型角质酶ScCut，氨基酸序如SEQ ID NO.3的第31
‑
317位氨基酸序列所示。
[0008]本专利技术的第四个目的是提供编码上述角质酶ScCut的基因。
[0009]优选，所述的基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2第91
‑
951位核苷酸所示。
[0010]本专利技术的第五个目的是提供上述角质酶ScCut或其编码基因在降解PET塑料中的应用。
[0011]本专利技术的第六个目的是提供一种基因工程菌，其含有上述编码上述角质酶ScCut的基因，并能表达角质酶ScCut。
[0012]优选，所述的基因工程菌是大肠杆菌工程菌株BL21(DE3)。
[0013]与现有技术相比，本专利技术具有如下优势：
[0014]1、本专利技术的诺卡氏菌SCSIO 66511是不同于已发现的PET降解细菌的新物种。
[0015]2、本专利技术的诺卡氏菌SCSIO 66511来源于海洋环境，具有较强的环境适应能力，并具备良好的PET塑料降解效果。
[0016]3、诺卡氏菌SCSIO 66511来源的角质酶ScCut最适酶活性温度为70℃，表现出高温稳定性，且显示出高效的PET降解作用。
[0017]诺卡氏菌Nocardioides sp.SCSIO 66511保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号CGMCC No.26044，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，邮编：100101，保藏日期为：2022年12月4号。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的诺卡氏菌Nocardioides sp.SCSIO 66511显微形态特征。(A，扫描电镜观察形态；B，透射电镜观察形态)
[0019]图2为本专利技术的诺卡氏菌Nocardioides sp.SCSIO 66511系统发育树。
[0020]图3为本专利技术的诺卡氏菌Nocardioides sp.SCSIO 66511来源角质酶系统发育树。
[0021]图4为在不同温度下，角质酶ScCut活性情况。
[0022]图5为在最适温度70℃下，角质酶ScCut稳定性分析。
[0023]图6为扫描电镜观察菌株Nocardioides sp.SCSIO 66511对PET塑料粉末的降解作用。(A，未处理的PET粉末；B，菌株降解后PET粉末)
[0024]图7为扫描电镜观察菌株Nocardioides sp.SCSIO 66511对PET塑料膜的降解作用。(A，未处理的PET塑料膜；B，C，D为菌株降解后PET塑料膜)
[0025]图8为扫描电镜观察菌株Nocardioides sp.SCSIO 66511来源角质酶ScCut对PET塑料粉末的降解作用。A，未处理的PET粉末；B，角质酶ScCut降解后PET粉末)
[0026]图9为扫描电镜观察菌株Nocardioides sp.SCSIO 66511来源角质酶ScCut对PET塑料膜的降解作用。(A，未处理的PET塑料膜；B，C，D为角质酶ScCut降解后PET塑料膜)
具体实施方式
[0027]以下实施例是对本专利技术的进一步说明，而不是对本专利技术的限制。
[0028]实施例1PET降解菌SCSIO 66511的分离与筛选
[0029]从中国南海美济礁采集石芝珊瑚样品。使用研钵将珊瑚组织磨成粉末状，称取1g珊瑚组织样品置于9mL无菌的天然海水中，采用稀释涂布的方法将稀释后的样品，取150μL涂布在藻液培养基(AL)上，28℃倒置培养14天，挑取不同形态的菌落在2216E培养基上进行
纯化，获得纯化菌株。将获得的菌株在无机盐培养基(MSM)(添加PET塑料粉末为唯一碳源)上培养，菌株SCSIO 66511生长良好。
[0030]藻液培养基(AL):甘油0.5g；海藻糖本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.诺卡氏菌Nocardioides sp.SCSIO 66511，保藏编号CGMCC No.26044。2.权利要求1所述的诺卡氏菌Nocardioides sp.SCSIO 66511在降解PET塑料中的应用。3.一种角质酶ScCut，氨基酸序如SEQ ID NO.3的第31
‑
317位氨基酸序列所示。4.编码权利要球3所述的角质酶ScCut的基因。5.根据权利要求4所述的基因...

【专利技术属性】
技术研发人员：田新朋，石松标，杨键，李青连，刘玉，曾琦，龙丽娟，
申请(专利权)人：三亚海洋生态环境工程研究院，
类型：发明
国别省市：