[發(fā)明專利]一株產(chǎn)漆酶具有電化學(xué)活性的耐高溫枯草芽孢桿菌

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210344257.X
• 申請日: 2012-09-18
• 公開（公告）號: CN103667092A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳立香;吳冉冉;趙峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N9/02;C12R1/125
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可產(chǎn)漆酶的具有電化學(xué)活性的菌，具體涉及一株枯草芽孢桿菌，經(jīng)誘導(dǎo)后可以產(chǎn)生漆酶且具有電化學(xué)活性。該菌在高溫處理后仍然具有良好的電化學(xué)活性，此外，本發(fā)明還涉及到該菌在室溫下即可以將纖維素降解為糖類，屬于應(yīng)用生物學(xué)領(lǐng)域。。

背景技術(shù)

生物燃料電池是一種利用微生物產(chǎn)生電能的裝置，即通過微生物或生物大分子（如酶）的催化作用，將生物質(zhì)中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，在這個能量轉(zhuǎn)化的過程中，微生物或生物大分子是產(chǎn)電的關(guān)鍵的因素也是限制因素。現(xiàn)在的產(chǎn)電菌主要是屬于希瓦氏菌及鐵桿菌屬，產(chǎn)電菌的產(chǎn)電主要與蛋白或者酶或者其代謝中產(chǎn)生的具有電化學(xué)活性的物質(zhì)有關(guān)系，因此利用現(xiàn)有的菌屬，誘導(dǎo)其產(chǎn)生具有電化學(xué)活性的酶是一條比較有效的途徑，此過程較從自然界中篩選菌可以大大縮短時間，且無需進(jìn)行菌種鑒定等過程，可以大大減小成本。

漆酶是一種含銅的多酚氧化酶，它可以利用活性中心的銅離子催化氧化多種結(jié)構(gòu)的芳香族化合物，同時將分子氧還原成水，在此過程中伴隨著電子的傳遞。

在自然界中，漆酶廣泛存在于植物，動物，真菌和細(xì)菌中，目前主要是采用真菌來生產(chǎn)漆酶。但是由于細(xì)菌易培養(yǎng)，繁殖速度快且細(xì)菌漆酶較真菌漆酶有以下優(yōu)點(diǎn)：耐酸堿，耐高溫且穩(wěn)定性好，引起了人們越來越多的關(guān)注。細(xì)菌漆酶主要有三種形式：胞內(nèi)，胞外及細(xì)胞組成型漆酶。其中穩(wěn)定性最好的為細(xì)胞組成型漆酶，細(xì)胞組成型漆酶通常是指芽孢菌屬的漆酶,?此類漆酶主要位于芽孢外膜上，由于芽孢對高溫，高壓及極端pH等逆性環(huán)境具有抗逆性，此類漆酶因此具有良好的溫度計pH穩(wěn)定性。因此細(xì)菌漆酶在工業(yè)上具有更好的應(yīng)用前景。枯草芽孢桿菌是一種革蘭氏陽性菌，在其生長過程中可以產(chǎn)生種類繁多的維生素，有機(jī)酸，氨基酸及蛋白酶，糖化酶，脂肪酶，漆酶等，有著廣泛的用途。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種株枯草芽孢桿菌經(jīng)誘導(dǎo)后可以產(chǎn)生漆酶且具有電化學(xué)活性，該菌在高溫下依然具有電化學(xué)活性且該菌可以將纖維素降解為糖類。

本發(fā)明中誘導(dǎo)枯草芽孢桿菌產(chǎn)生漆酶的培養(yǎng)基為：蛋白胨10g/L,?NaCl:10g/L,?酵母提取物：5g/L，CuSO4.5H2O:?1.6g/L,?愈創(chuàng)木酚：1.6g/L。

本發(fā)明中電化學(xué)活性的測定是采用循環(huán)伏安法。具體操作步驟為：1：取用誘導(dǎo)培養(yǎng)基培養(yǎng)20天的菌，3000r/min，10min，去上清，用滅菌的去離子水清洗沉淀，至少3次，直至上清顏色為無色。用去離子水按照0.1g/ml將所得的菌體沉淀懸浮。

2：將1制備菌體懸浮液取5ul滴加到玻碳電極上，然后加10ul?nafion?溶液固定，置于65℃烘箱中30-60S使得菌體固定在玻碳電極上。

3：采用三電極體系進(jìn)行電化學(xué)實驗，2制備好的電極為工作電極，Ag/AgCl?電極為參比電極，碳棒為對電極。

4：采用0.2mol/L的磷酸鹽緩沖液為反應(yīng)體系，pH?為4.68，掃描范圍為-0.3—0.8V，掃描速率為30mV/s。

?本發(fā)明所提供的經(jīng)誘導(dǎo)后可產(chǎn)生漆酶且具有電化學(xué)活性的枯草芽孢桿菌，操作方法簡單，成本低。所制備的菌體懸浮液在高溫下仍保持很好的電化學(xué)活性且可以有效的降解纖維素成為糖類。

附圖說明

圖1是枯草芽孢桿菌誘導(dǎo)前后的循環(huán)伏安圖。其中，a表示：誘導(dǎo)前的枯草芽孢桿菌，b表示：誘導(dǎo)后的枯草芽孢桿菌。

圖2是誘導(dǎo)后的枯草芽孢桿菌在添加丁香醛聯(lián)氮的緩沖液中的循環(huán)伏安圖。其中a是?誘導(dǎo)后的枯草芽孢桿菌在緩沖液中的循環(huán)伏安圖，b是誘導(dǎo)后的枯草芽孢桿菌在添加有丁香醛聯(lián)氮的緩沖液中的循環(huán)伏安圖。

圖3是經(jīng)不同溫度60℃，80℃，100℃，120℃處理3h后誘導(dǎo)的枯草芽孢桿菌的峰電流曲線圖。其中，a表示：氧化電流，b表示：還原電流。

具體實施方案

實施例1：未經(jīng)誘導(dǎo)的枯草芽孢桿菌無電化學(xué)活性，圖1枯草芽孢桿菌誘導(dǎo)前后的循環(huán)伏安圖：a:?誘導(dǎo)前的枯草芽孢桿菌，b：誘導(dǎo)后的枯草芽孢桿菌，說明經(jīng)誘導(dǎo)后枯草芽孢桿菌具有電化學(xué)活性。

實施例2：丁香醛聯(lián)氮可以作為電子中介體，以便實現(xiàn)漆酶和電極間的高效的電子傳遞。圖2：誘導(dǎo)后的枯草芽孢桿菌在添加丁香醛聯(lián)氮的緩沖液中的循環(huán)伏安圖，a:?誘導(dǎo)后的枯草芽孢桿菌在緩沖液中的循環(huán)伏安圖，b:?誘導(dǎo)后的枯草芽孢桿菌在添加有丁香醛聯(lián)氮的緩沖液中的循環(huán)伏安圖。從圖中可以看出當(dāng)添加有丁香醛聯(lián)氮的時候，枯草芽孢桿菌的峰電流增加了35﹪。