热稳定性碳酸酐酶及其使用方法技术

本发明专利技术的组合物和方法涉及热稳定性碳酸酐酶、编码所述碳酸酐酶的多核苷酸、以及其制备和／或使用方法。含有所述碳酸酐酶的制剂适用于提取二氧化碳。

Thermally stable carbonic anhydrase and methods of use thereof

The compositions and methods of the present invention relate to thermal stability, carbonic anhydrase, polynucleotides encoding the carbonic anhydrase, and methods of making and / or using the same. Formulations containing said carbonic anhydrase are suitable for extracting carbon dioxide.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交叉引用本申请要求2011年5月10日提交的中国PCT申请号PCT / CN2011 / 073886、2011年5月10日提交的中国PCT申请号PCT / CN2011 / 073876、2011年5月10日提交的中国PCT申请号PCT / CN2011 / 073873、2011年5月10日提交的中国PCT申请号PCT /CN2011 / 073871、2011 年 12 月 21 日提交的中国 PCT 申请号 PCT / CN2011 / 084371,2011年12月21日提交的中国PCT申请号PCT / CN2011 / 084366、2011年12月21日提交的中国PCT申请号PCT / CN2011 / 084363、2011年12月21日提交的中国PCT申请号PCT /CN2011 / 084384、2011年12月21日提交的美国临时申请号61 / 578408、2011年12月21日提交的美国临时申请号61 / 578429、2011年12月21日提交的美国临时申请号61 /578416以及2011年12月21日提交的美国临时申请号61 / 578421的优先权，特此明确地将这些临时申请的提交日期以及各临时申请全文以引用的方式并入。
技术介绍
世界上大部分的电力是由诸如煤、天然气和燃料油之类的化石燃料的燃烧产生的。二氧化碳(CO2)是燃烧的副产物并且是主要的温室气体。因此，CO2排放物被认为是全球变暖现象的主要促成因素，全球变暖现象可能导致剧烈的气候变化(例如，狂暴的天气模式、降水变化、海平面上升以及温度升高)。另外，因为CO2是一种酸性气体，所以它在水的存在下形成腐蚀性产物碳酸。已经提出若干种提取CO2的方法，包括利用藻类转化、封存在海洋中、储存在废弃的油井和天然气井中、溶解在深层地下水位中以及转化为碳酸盐。然而，这些方法中许多具有显著的缺点，并且往往在经济上或生态上不可行。碳酸酐酶(EC4.2.1.1 ；以及CAS N0.9001-03-0)可催化二氧化碳与碳酸氢盐之间的相互转化[CO2 + H2O O HCO3- + H+]。大部分碳酸酐酶的活性位点含有锌离子，因此，这些酶也归类为金属酶。碳酸酐酶可充当生物催化剂来加速CO2的捕获。天然存在的碳酸酐酶通常在低温下起作用并且不太适于从热燃烧气体中提取co2。因此，需要可以在不适合条件下(例如，高温、碱性pH和/或在高浓度的碳酸氢盐存在下)有效地水合CO2的碳酸酐酶。
技术实现思路
本公开提供涉及来自吉氏芽孢杆菌(Bacillus gibsonii)、维也纳原小单孢菌(Promicromonospora vindobonensis)、土曲霉(Aspergillus terreus)、始方定链霉菌(Streptomyces pristinaespiralis)、粘琼月旨芽抱杆菌(Bacillus agaradhaerens)、弧菌属物种AND4 (Vibrio sp.AND4)、弧菌属物种Ex25 (Vibrio sp.Ex25)的重组碳酸酐酶的组合物和方法、编码这些碳酸酐酶的多核苷酸，以及其制备和/或使用方法。含有这些重组碳酸酐酶的制剂适用于提取二氧化碳。在一些实施例中，本专利技术的组合物和方法涉及来自吉氏芽孢杆菌的重组碳酸酐酶l(Bgi CA1)。在一些实施例中，本专利技术的组合物和方法涉及来自维也纳原小单孢菌的重组碳酸酐酶l(Pvi CA1)。在一些实施例中，本专利技术的组合物和方法涉及克隆自土曲霉的重组碳酸酐酶l(Ate CA1)。在一些实施例中，本专利技术的组合物和方法涉及来自始旋链霉菌的重组碳酸酐酶l(Spr CA1)。在一些实施例中，本专利技术的组合物和方法涉及来自粘琼脂芽孢杆菌的重组碳酸酐酶l(Bag CA1)。在一些实施例中，本专利技术的组合物和方法涉及来自弧菌属物种AND4的重组碳酸酐酶I (Vsp CAl)。在一些实施例中，本专利技术的组合物和方法涉及来自弧菌属物种Ex25的重组碳酸酐酶I (VspE CAl)。在一些实施例中，本专利技术的组合物和方法涉及来自弧菌属Ex25的重组碳酸酐酶II (VspE CA2)。含有一种或多种所述重组碳酸酐酶的制剂适用于从含二氧化碳的介质(例如燃烧废气和烟道气流)中提取二氧化碳。在一个方面，提供重组多肽，包含与氨基酸序列SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:28、SEQID NO:43、SEQ ID NO:53、SEQ ID NO:64、SEQ ID NO:80、SEQ ID NO:130 或 SEQ ID NO:136 具有至少 55% (例如，55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%或100%)同一性的氨基酸序列，其中该多肽具有碳酸酐酶活性。在一些实施例中，该重组多肽包含在碱性的高离子强度溶液中。在一些实施例中，本专利技术提供包含氨基酸序列的重组多肽，其中该氨基酸序列具有碳酸酐酶活性，其中该氨基酸序列在较高离子强度下具有较高的热稳定性和/或解链温度，并且其中该氨基酸序列与氨基酸序列SEQ ID N0:3、SEQ ID NO:28,SEQ ID NO:43,SEQID NO:53,SEQ ID NO:64、SEQ ID NO:80、SEQ ID NO:130 或SEQ ID NO:136 具有至少 70%同一I生。在一些实施例中，本专利技术提供包含氨基酸序列的重组多肽，其中当在约8至约10.5的pH下温育30分钟或更长时间时该氨基酸序列具有大于25%的该碳酸酐酶活性的碳酸酐酶活性，并且其中该氨基酸序列与氨基酸序列SEQ ID N0:3、SEQ ID NO:28, SEQ IDNO:43、SEQ ID NO:53、SEQ ID NO:64、SEQ ID NO:80、SEQ ID NO:130 或 SEQ ID NO:136具有至少70%同一性。在一个方面，提供重组多肽，包含与氨基酸序列SEQ ID NO:3具有至少55% (例如，55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99% 或 100% )同一性的氨基酸序列，其中该多肽具有碳酸酐酶活性。在一些实施例中，该重组多肽包含在碱性的高离子强度溶液中。在一些实施例中，当在8.5至10.5的pH下温育5个或更多个小时(在一些实施例中在25°C至40°C的温度下进行)时，该多肽保持大于70% (例如，大于70%、大于75%、大于80%、大于85%、大于90%、大于95%、大于96%、大于97%、大于98%、大于99%或100%)的该碳酸酐酶活性。在一些实施例中，当在约25°C的温度下温育约24小时(在一些实施例中是在8.5至10.5的pH下)时，该多肽保持至少90% (例如，至少90%、至少91%、至少92%、至少93%、至少94%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%或100% )的该碳酸酐酶活性。在一些实施例中，当在约40°C的温度下温育约24小时(在一些实施例中是在8.5至10.5的pH下)时，该多肽保持至少90%(例如，至少90%、至少91%、至少92%、至少93%、至少94%、至少95%、至少96%、至少97%本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含氨基酸序列的重组多肽，其中所述氨基酸序列具有碳酸酐酶活性，其中所述氨基酸序列在较高离子强度下具有较高的热稳定性和／或解链温度，并且其中所述氨基酸序列与氨基酸序列SEQ?ID?NO：3、SEQ?ID?NO：28、SEQ?ID?NO：43、SEQ?ID?NO：53、SEQ?ID`NO：64、SEQ?ID?NO：80、SEQ?ID?NO：130或SEQ?ID?NO：136具有至少70％同一性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.21 US 61/578,421;2011.12.21 US 61/578,4161.一种包含氨基酸序列的重组多肽，其中所述氨基酸序列具有碳酸酐酶活性，其中所述氨基酸序列在较高离子强度下具有较高的热稳定性和/或解链温度，并且其中所述氨基酸序列与氨基酸序列 SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:28、SEQ ID NO:43、SEQ ID NO:53、SEQID'NO:64, SEQ ID NO:80, SEQ ID NO:130 或 SEQ ID NO:136 具有至少 70% 同一性。2.一种包含氨基酸序列的重组多肽，其中当在约8至约10.5的pH下温育30分钟或更长时间时所述氨基酸序列具有大于25%的所述碳酸酐酶活性的碳酸酐酶活性，并且其中所述氨基酸序列与氨基酸序列 SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:28、SEQ ID NO:43、SEQ ID NO:53、SEQ ID NO:64, SEQ ID NO:80, SEQ ID NO:130 或 SEQ ID NO: 136 具有至少 70% 同一性。3.根据权利要求1或2所述的重组多肽，其中所述氨基酸序列与氨基酸序列SEQIDNO:3具有至少70%同一性。4.根据权利要求3所述的重组多肽，其中当在8.5至10.5的pH下温育5个或更多个小时时所述多肽保持大于70%的所述碳酸酐酶活性。5.根据权利要求3或4所述的重组多肽，其中当在约25°C的温度下温育约24小时时所述多肽保持至少90%的所述碳酸酐酶活性。6.根据权利要求3-5中任一项所述的重组多肽，其中当在约40°C的温度下温育约24小时时所述多肽保持至少90%的所述碳酸酐酶活性。7.根据权利要求3-6中任一项所述的重组多肽，其中当在约50°C的温度下温育约3小时时所述多肽保持至少50%的所述碳酸酐酶活性。8.根据权利要求3-7 中任一项所述的重组多肽，其中当在约50°C的温度下温育约3小时时所述多肽保持至少25%的所述碳酸酐酶活性。9.根据权利要求3-8中任一项所述的重组多肽，其中当在高离子强度条件下在20°C至50°C的温度下温育I至3小时时所述多肽保持至少50%的所述碳酸酐酶活性。10.根据权利要求1或2所述的重组多肽，其中所述氨基酸序列与氨基酸序列SEOIDNO:28具有至少70%同一性。11.根据权利要求10所述的重组多肽，其中当在8.5至9.5的pH下温育5个或更多个小时时所述多肽保持大于70%的所述碳酸酐酶活性。12.根据权利要求10或11所述的重组多肽，其中当在约25°C的温度下温育约24小时时所述多肽保持至少80%的所述碳酸酐酶活性。13.根据权利要求10-12中任一项所述的重组多肽，其中当在约40°C的温度下温育约24小时时所述多肽保持至少90%的所述碳酸酐酶活性。14.根据权利要求10-13中任一项所述的重组多肽，其中当在约50°C的温度下温育约3小时时所述多肽保持至少40%的所述碳酸酐酶活性。15.根据权利要求10-14中任一项所述的重组多肽，其中当在约40°C的温度下温育约3小时时所述多肽保持至少25%的所述碳酸酐酶活性。16.根据权利要求10-15中任一项所述的重组多肽，其中当在高离子强度条件下在20°C至50°C的温度下温育I至3小时时所述多肽保持至少50%的所述碳酸酐酶活性。17.根据权利要求1或2所述的重组多肽，其中所述氨基酸序列与氨基酸序列SEQIDNO:43具有至少70%同一性。18.根据权利要求17所述的重组多肽，其中当在8.5至10.5的pH下温育5个或更多个小时时所述多肽保持大于70%的所述碳酸酐酶活性。19.根据权利要求17或18所述的重组多肽，其中当在约25°C的温度下温育约24小时时所述多肽保持至少90%的所述碳酸酐酶活性。20.根据权利要求17-19中任一项所述的重组多肽，其中当在约40°C的温度下温育约24小时时所述多肽保持至少80%的所述碳酸酐酶活性。21.根据权利要求17-20中任一项所述的重组多肽，其中当在约50°C的温度下温育约3小时时所述多肽保持至少40%的所述碳酸酐酶活性。22.根据权利要求17-21中任一项所述的重组多肽，其中当在约50°C的温度下温育约3小时时所述多肽保持至少20%的所述碳酸酐酶活性。23.根据权利要求17-22中任一项所述的重组多肽，其中当在高离子强度条件下在20°C至50°C的温度下温育I至3小时时所述多肽保持至少50%的所述碳酸酐酶活性。24.根据权利要求1或2所述的重组多肽，其中所述氨基酸序列与氨基酸序列SEQIDNO:53具有至少70%同一性。25.根据权利要求24所述的重组多肽，其中当在8.5至9.5的pH下温育5个或更多个小时时所述多肽保持大于60%的所述碳酸酐酶活性。26.根据权利要求24或25所述的重组多肽，其中当在约25°C的温度下温育约24小时时所述多肽保持至少80%的所述碳酸酐酶活性。27.根据权利要求24-26中任一项所述的重组多肽，其中当在约40°C的温度下温育约24小时时所述多肽保持至少60%的所述碳酸酐酶活性。28.根据权利要求24-27中任一项所述的重组多肽，其中当在约50°C的温度下温育约2小时时所述多肽保持至少40%的所述碳酸酐酶活性。29.根据权利要求24-28中任一项所述的重组多肽，其中当在约50°C的温度下温育约2小时时所述多肽保持至少20%的所述碳酸酐酶活性。30.根据权利要求24-29中任一项所述的重组多肽，其中当在高离子强度条件下在20°C至50°C的温度下温育I至3小时时所述多肽保持至少50%的所述碳酸酐酶活性。31.根据权利要求1或2所述的重组多肽，其中所述氨基酸序列与氨基酸序列SEQIDNO:64具有至少70%同一性。32.根据权利要求31所述的重组多肽，其中当在8.5至10.5的pH下温育3个或更多个小时、5个或更多个小时、10个或更多个小时、或24个或更多个小时时所述多肽保持大于70%的所述碳酸酐酶活性。33.根据权利要求31或32所述的重组多肽，其中当在约25°C的温度下温育至少约10小时或至少约24小时时所述多肽保持至少90%的所述碳酸酐酶活性。34.根据权利要求31-33中任一项所述的重组多肽，其中当在约40°C的温度下温育约24小时时所述多肽保持至少60%的所述碳酸酐酶活性。35.根据权利要求31-34中任一项所述的重组多肽，其中当在约50°C的温度下温育约3小时时所述多肽保持至少40%的所述碳酸酐酶活性。36.根据权利要求31-35中任一项所述的重组多肽，其中当在约50°C的温度下温育约3小时时所述多肽保持至少25%的所述碳酸酐酶活性。37.根据权利要求31-36中任一项所述的重组多肽，其中当在高离子强度条件下在20°C至50°C的温度下温育I至3小时时所述多肽保持至少50%的所述碳酸酐酶活性。38.根据权利要求1或2所述的重组多肽，其中所述氨基酸序列与氨基酸序列SEQIDNO:80具有至少70%同一性。39.根据权利要求38所述的重组多肽，其中当在8.5至10.5的pH下温育I个或更多个、2个或更多个、3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个、10个或更多个、15个或更多个、或24个或更多个小时时所述多肽保持大于70%的所述碳酸酐酶活性。40.根据权利要求38或39所述的重组多肽，其中当在约25°C的温度下温育约10小时时所述多肽保持至少60%的所述碳酸酐酶活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛晶，华玲，A·J·保罗斯，
申请(专利权)人：丹尼斯科美国公司，
类型：
国别省市：