[發(fā)明專利]鈾酰離子結合七肽

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710078738.3
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN106749530B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設計）人: 李敏;張志賓;梁波;馬騰騰;劉云海;張衛(wèi)民;高柏;王光輝;肖化云;李小燕;肖紅偉;于梁梁
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: C07K7/06
• 分類號: C07K7/06;C12N15/11;C12N15/81;C12N1/19;B01J20/24
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 張偉

一種鈾酰離子結合七肽，屬于廢水吸附劑及其制備和應用技術領域。本發(fā)明通過篩選噬菌體隨機七肽庫，得到了兩種對水溶液中鈾酰離子具有高親和力的鈾酰離子結合七肽，其氨基酸序列如SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：2所示。同時，本發(fā)明還提供了鈾酰離子結合七肽的編碼核酸，含有該核酸的載體、細胞，以及鈾酰離子結合七肽的應用。試驗證明，鈾酰離子結合七肽對水溶液中的鈾酰離子具有高親和力，能與鈾酰離子特異性結合，將結合七肽展示在酵母細胞表面制備吸附材料，可有效提高酵母細胞對廢水中鈾酰離子的吸附作用，具有較好的應用前景。

技術領域

本發(fā)明屬于廢水吸附劑及其制備和應用技術領域，涉及一種處理含鈾廢水的鈾酰離子結合七肽和編碼該七肽的核酸，含有該核酸的載體、細胞，以及鈾酰離子結合七肽的應用。

背景技術

隨著核工業(yè)的發(fā)展，天然鈾的需求量不斷增加，在鈾礦冶工業(yè)的各主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及鈾元素的應用中，產(chǎn)生了大量的含鈾放射性廢水。這些含鈾廢水如不進行排放前處理，將對地表水、地下水和土壤產(chǎn)生放射性污染，從而對環(huán)境及人類健康構成極大危害。如何減少廢水中鈾的放射性危害，同時有效回收利用昂貴而且有限的鈾資源，已成為制約鈾工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要問題之一。

生物吸附技術的出現(xiàn)給重金屬污染處理帶來了新的轉(zhuǎn)機。其中，微生物吸附成本低、效率高、在處理含鈾廢水和回收鈾資源方面有著廣闊的應用前景。微生物細胞對廢水中重金屬離子的吸附一般可分為胞內(nèi)吸附、細胞表面吸附和胞外吸附。胞內(nèi)吸附主要是通過重金屬離子與細胞內(nèi)的金屬硫蛋白、金屬硫蛋白樣蛋白、植物螯合素等金屬結合蛋白相結合，在細胞內(nèi)沉淀固定。研究發(fā)現(xiàn)，在多種微生物、動物和植物細胞內(nèi)普遍存在對金屬離子具有親和能力的蛋白質(zhì)（肽），稱為金屬結合蛋白（肽），它們可與環(huán)境中的金屬離子通過化學結合作用形成復合物，進而降低、富集或消除金屬離子對生物細胞的毒性。金屬結合肽的應用范圍較廣，其中應用領域之一是環(huán)境中重金屬污染的生物修復。目前研究的金屬結合肽主要為天然存在的結合肽，但是，天然結合肽種類有限，且未發(fā)現(xiàn)鈾酰離子特異性結合肽。

隨機肽庫技術的出現(xiàn)為研究并篩選鈾酰離子特異性結合肽提供了一條有效的途徑。隨機肽庫是由與細胞外殼蛋白融合表達的多肽所組成，庫中包含上億種多肽分子，分別呈現(xiàn)在不同的細胞表面，眾多重組細胞即組成了隨機肽庫。近年來，隨機肽庫技術已應用于抗原表位篩選、新受體及天然配體結構域的識別和鑒定、藥物篩選和設計等研究領域。利用隨機肽庫技術篩選鈾酰離子結合肽，并研究該結合肽對廢水中鈾酰離子的吸附作用，具有較好的應用前景。

酵母菌被認為是富集金屬離子的良好微生物，對鈾離子有較強的吸附作用，具有安全、培養(yǎng)簡單、生長迅速等優(yōu)良特性，同時，酵母細胞易于固定化處理，方便機械化和自動化應用。通過細胞表面展示技術將鈾酰離子結合肽展示在酵母細胞表面，使結合肽與環(huán)境中的鈾酰離子直接作用，可以有效提高吸附速率及吸附量。同時，結合肽螯合鈾酰離子并將其堆積在細胞表面，不需要破碎菌體細胞就可以將鈾酰離子洗脫下來，既方便金屬離子的回收利用，也可使細胞循環(huán)用于金屬除污，降低生產(chǎn)成本。由于吸附作用主要取決于細胞表面結合肽的螯合作用，而不依賴于細胞的生命活動，因此，即使制備的細胞失去了生命活力，只要保證結合肽的正確折疊結構，就不會降低細胞對鈾酰離子的吸附量，這無疑將簡化細胞吸附劑的使用條件及操作程序。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種處理含鈾廢水的鈾酰離子結合七肽，其對水溶液中的鈾酰離子具有高親和力，同時還提供了鈾酰離子結合七肽的編碼核酸，含有該核酸的載體、細胞，以及鈾酰離子結合七肽的應用。本發(fā)明通過篩選鈾酰離子結合七肽，并在酵母細胞表面進行展示制備吸附劑，具有潛在的提高細胞吸附量的能力，是一條極具前途的開發(fā)新型鈾酰離子吸附材料的有效途徑。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

鈾酰離子結合七肽，其氨基酸序列如SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：2所示。