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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种应用染料脱色过氧化物酶降解染料的方法,属于生物。
技术介绍
1、染料广泛应用于造纸、纺织、食品等行业,按其化学结构可分为蒽醌、偶氮、靛蓝、三苯甲烷、氧杂蒽和硝基类染料等。每年约有10-15%的染料在生产使用过程中,随废水被排放到环境中。化学合成染料通常有毒、稳定且难以自然降解。未经处理的染料会在环境中富集,最终破坏水生生态,危害人类健康。因此必须开发有效的方法来解决工业废染料造成的问题。
2、目前处理染料废水的方法有物理法、化学法和生物法。物理化学法,如膜分离、吸附、臭氧氧化等。这些方法具有成本较高,产生浓缩污泥和副产物,对环境不利的缺点,而生物法成本低且不会造成额外的污染。酶处理是染料脱色的有效生物法,使用一种或多种酶破坏染料的生色基团产生毒性较小的小分子。
3、染料脱色过氧化物酶(dyps)是一种以血红素为辅因子的新型过氧化物酶,因其对染料的脱色能力而得名。与其他过氧化物酶超家族不同的是,dyps的氨基酸序列与其他经典的血红素过氧化物酶没有同源性。尽管第一个dyp在真菌中发现,随后对细菌dyps的研究促进了dyps的异源表达和结构性质研究。文献“characterization and use of abacterial lignin peroxidase with an improved manganese-oxidative activity;doi:10.1007/s00253-018-9409-3”中公开rhdypb具有较好的脱色效果,但其检测的偶氮类、亚甲基蓝类染料,脱色效
4、因此,目前亟需找到一种能够高效染料脱色的方法,为生物法染料脱色提供思路,有助于解决工业和环境领域中色素污染的严重问题。
技术实现思路
1、为解决上述问题,本专利技术将一种来自细菌rhodococcus jostii的dyp(rhdypb)在大肠杆菌中表达,通过调整脱色过程中的锰离子浓度、过氧化氢浓度、ph值、吐温浓度,有效地提高了rhdypb和表达rhdypb的大肠杆菌,对蒽醌染料活性蓝19、氧杂蒽染料曙红y、靛蓝染料靛蓝胭脂红和三苯甲烷染料孔雀石绿的脱色效率。
2、本专利技术的第一个目的是提供一种应用染料脱色过氧化物酶(rhdypb)降解染料的方法,包括步骤:将染料脱色过氧化物酶加入脱色反应体系中,脱色反应体系包括2~6mmmncl2、0.1~2mm h2o2;脱色体系的ph为4.5~6.0。
3、在一种实施方式中,rhdypb的氨基酸序列与登录号为ayj72200.1的氨基酸一致。
4、在一种实施方式中,rhdypb通过大肠杆菌异源表达得到。
5、在一种实施方式中,rhdypb的制备方法为:将rhdypb基因整合到pet-24b质粒的ndei和xhoi之间,并将编码大肠杆菌血红素合成中的关键酶,谷氨酰-trna还原酶hema整合到xbai位点,hema基因位于rhdypb基因之前,构建得到质粒pe24ad;将质粒pe24ad转化到大肠杆菌jm109进行扩增,扩增后再转化大肠杆菌bl21(de3)构建得到重组菌株eco/pe24ad;通过诱导表达、分离纯化得到rhdypb。
6、在一种实施方式中,hema的氨基酸序列与登录号为caq31712.1的氨基酸一致。
7、在一种实施方式中,脱色反应体系使用浓度为45~50mm的乙酸钠或丙二酸钠作为缓冲液。
8、在一种实施方式中,脱色反应体系中染料脱色过氧化物酶的浓度为0.8~1.8u/ml。
9、在一种实施方式中,脱色反应体系中染料浓度为20~60mg/l。
10、在一种实施方式中,脱色反应于20~25℃下进行10~24h。
11、在一种实施方式中,染料为蒽醌染料活性蓝19、氧杂蒽染料曙红y、靛蓝染料靛蓝胭脂红和三苯甲烷染料孔雀石绿。
12、本专利技术的第二个目的是提供一种全细胞脱色的方法,包括步骤:将表达染料脱色过氧化物酶的菌体加入脱色反应体系中,脱色反应体系包括2~6mm mncl2、0.1~2mm h2o2、0.5~5%(v/v)tween-80;脱色体系的ph为4.5~6.0。
13、在一种实施方式中,染料为蒽醌染料活性蓝19、氧杂蒽染料曙红y、靛蓝染料靛蓝胭脂红和三苯甲烷染料孔雀石绿。
14、在一种实施方式中,脱色反应体系使用浓度为45~50mm的乙酸钠或丙二酸钠作为缓冲液。
15、在一种实施方式中,脱色体系中菌体所含酶量为2.2~3.0u/ml。
16、在一种实施方式中,脱色反应体系中染料浓度为20~60mg/l。
17、在一种实施方式中,脱色反应于20~25℃下进行10~24h。
18、本专利技术的第三个目的是提供一种降解染料的方法,当染料为蒽醌染料活性蓝19或三苯甲烷染料孔雀石绿时,使用染料脱色过氧化物酶脱色,脱色反应体系内包括2~6mmmncl2、0.1~2mm h2o2,脱色体系的ph为4.5~6.0;当染料为氧杂蒽染料曙红y或靛蓝染料靛蓝胭脂红时,使用表达染料脱色过氧化物酶的细胞脱色,脱色反应体系包括2~6mm mncl2、0.1~2mm h2o2、0.5~5%(v/v)tween-80,脱色体系的ph为4.5~6.0。
19、本专利技术的第四个目的是提供一种提高染料脱色过氧化物酶降解染料脱色效果的方法,包括步骤:将染料脱色过氧化物酶加入脱色反应体系中,脱色反应体系包括2~6mmmncl2、0.1~2mm h2o2;脱色体系的ph为4.5~6.0。
20、本专利技术还提供一种提高全细胞染料脱色效果的方法,其特征在于,包括步骤:将表达染料脱色过氧化物酶的菌体加入脱色反应体系中,脱色反应体系包括2~6mm mncl2、0.1~2mm h2o2、0.5~5%(v/v)tween-80;脱色体系的ph为4.5~6.0。
21、在一种实施方式中,上述染料为蒽醌染料活性蓝19、氧杂蒽染料曙红y、靛蓝染料靛蓝胭脂红和三苯甲烷染料孔雀石绿。
22、有益效果
23、本专利技术将一种来自细菌rhodococcus jostii的dyp(rhdypb)在大肠杆菌中表达,通过调整脱色过程中的ph值、h2o2、锰离子、tween-80含量,有效地提高了rhdypb和表达rhdypb的大肠杆菌对蒽醌染料活性蓝19、氧杂蒽染料曙红y、靛蓝染料靛蓝胭脂红和三苯甲烷染料孔雀石绿的脱色效率。
24、具体的,当锰离子添加量为6mm、h2o2添加量为2mm时,使用rhdypb对蒽醌染料活本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用染料脱色过氧化物酶降解染料的方法,其特征在于,包括步骤:将染料脱色过氧化物酶加入脱色反应体系中;脱色反应体系包括2~6mM MnCl2、0.1~2mM H2O2;脱色体系的pH为4.5~6.0。
2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,脱色反应体系使用浓度为45~50mM的乙酸钠或丙二酸钠作为缓冲液。
3.根据权利要求1所述方法,其特征在于,脱色反应体系中染料脱色过氧化物酶的浓度为0.8~1.8U/mL。
4.根据权利要求1所述方法,其特征在于,脱色反应于20~25℃下进行10~24h。
5.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述染料为蒽醌染料活性蓝19、氧杂蒽染料曙红Y、靛蓝染料靛蓝胭脂红或三苯甲烷染料孔雀石绿。
6.一种全细胞进行染料脱色的方法,其特征在于,包括步骤:将表达染料脱色过氧化物酶的菌体加入脱色反应体系中,脱色反应体系包括2~6mM MnCl2、0.1~2mM H2O2、0.5~5%(v/v)Tween-80;脱色体系的pH为4.5~6.0。
7.根据权利要求6所述方法,其特征在于
8.一种降解染料的方法,其特征在于,当染料为蒽醌染料活性蓝19或三苯甲烷染料孔雀石绿时,使用染料脱色过氧化物酶进行脱色,脱色反应体系内包括2~6mM MnCl2、0.1~2mM H2O2,脱色体系的pH为4.5~6.0;当染料为氧杂蒽染料曙红Y或靛蓝染料靛蓝胭脂红时,使用表达染料脱色过氧化物酶的细胞进行脱色,脱色反应体系包括2~6mM MnCl2、0.1~2mM H2O2、0.5~5%(v/v)Tween-80,脱色体系的pH为4.5~6.0。
9.一种提高染料脱色过氧化物酶降解染料脱色效果的方法,其特征在于,包括步骤:将染料脱色过氧化物酶加入脱色反应体系中,脱色反应体系包括2~6mM MnCl2、0.1~2mMH2O2;脱色体系的pH为4.5~6.0。
10.一种提高全细胞进行染料脱色效果的方法,其特征在于,包括步骤:将表达染料脱色过氧化物酶的菌体加入脱色反应体系中,脱色反应体系包括2~6mM MnCl2、0.1~2mMH2O2、0.5~5%(v/v)Tween-80;脱色体系的pH为4.5~6.0。
...【技术特征摘要】
1.一种应用染料脱色过氧化物酶降解染料的方法,其特征在于,包括步骤:将染料脱色过氧化物酶加入脱色反应体系中;脱色反应体系包括2~6mm mncl2、0.1~2mm h2o2;脱色体系的ph为4.5~6.0。
2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,脱色反应体系使用浓度为45~50mm的乙酸钠或丙二酸钠作为缓冲液。
3.根据权利要求1所述方法,其特征在于,脱色反应体系中染料脱色过氧化物酶的浓度为0.8~1.8u/ml。
4.根据权利要求1所述方法,其特征在于,脱色反应于20~25℃下进行10~24h。
5.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述染料为蒽醌染料活性蓝19、氧杂蒽染料曙红y、靛蓝染料靛蓝胭脂红或三苯甲烷染料孔雀石绿。
6.一种全细胞进行染料脱色的方法,其特征在于,包括步骤:将表达染料脱色过氧化物酶的菌体加入脱色反应体系中,脱色反应体系包括2~6mm mncl2、0.1~2mm h2o2、0.5~5%(v/v)tween-80;脱色体系的ph为4.5~6.0。
7.根据权利要求6所述方法,其特征在于,脱...
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