[發(fā)明專利]鈾酰離子結(jié)合十二肽

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710079013.6
• 申請(qǐng)日: 2017-02-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106810600B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李敏;張志賓;梁波;王金扣;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(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C07K7/08
• 分類號(hào): C07K7/08;C12N15/11;C12N15/81;C12N1/19;C02F1/28;B01J20/22;C02F101/10;C12R1/865
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務(wù)所(普通合伙) 23209
• 代理人: 張偉

一種鈾酰離子結(jié)合十二肽，屬于廢水吸附劑及其制備和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)篩選噬菌體隨機(jī)十二肽庫(kù)，得到了兩種對(duì)水溶液中鈾酰離子具有高親和力的鈾酰離子結(jié)合十二肽，其氨基酸序列如SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：2所示。同時(shí)，本發(fā)明還提供了鈾酰離子結(jié)合十二肽的編碼核酸，含有該核酸的載體、細(xì)胞，以及鈾酰離子結(jié)合十二肽的應(yīng)用。試驗(yàn)證明，鈾酰離子結(jié)合十二肽對(duì)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(jié)合，將結(jié)合十二肽展示在酵母細(xì)胞表面制備吸附材料，可有效提高酵母細(xì)胞對(duì)廢水中鈾酰離子的吸附作用，具有較好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水吸附劑及其制備和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種處理含鈾廢水的鈾酰離子結(jié)合十二肽和編碼該十二肽的核酸，含有該核酸的載體、細(xì)胞，以及鈾酰離子結(jié)合十二肽的應(yīng)用。

背景技術(shù)

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(yīng)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(jìn)行排放前處理，將對(duì)地表水、地下水和土壤產(chǎn)生放射性污染，從而對(duì)環(huán)境及人類健康構(gòu)成極大危害。如何減少?gòu)U水中鈾的放射性危害，同時(shí)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(wèn)題之一。

生物吸附技術(shù)的出現(xiàn)給重金屬污染處理帶來(lái)了新的轉(zhuǎn)機(jī)。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(yīng)用前景。微生物細(xì)胞對(duì)廢水中重金屬離子的吸附一般可分為胞內(nèi)吸附、細(xì)胞表面吸附和胞外吸附。胞內(nèi)吸附主要是通過(guò)重金屬離子與細(xì)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(jié)合蛋白相結(jié)合，在細(xì)胞內(nèi)沉淀固定。研究發(fā)現(xiàn)，在多種微生物、動(dòng)物和植物細(xì)胞內(nèi)普遍存在對(duì)金屬離子具有親和能力的蛋白質(zhì)(肽)，稱為金屬結(jié)合蛋白(肽)，它們可與環(huán)境中的金屬離子通過(guò)化學(xué)結(jié)合作用形成復(fù)合物，進(jìn)而降低、富集或消除金屬離子對(duì)生物細(xì)胞的毒性。金屬結(jié)合肽的應(yīng)用范圍較廣，其中應(yīng)用領(lǐng)域之一是環(huán)境中重金屬污染的生物修復(fù)。目前研究的金屬結(jié)合肽主要為天然存在的結(jié)合肽，但是，天然結(jié)合肽種類有限，且未發(fā)現(xiàn)鈾酰離子特異性結(jié)合肽。

隨機(jī)肽庫(kù)技術(shù)的出現(xiàn)為研究并篩選鈾酰離子特異性結(jié)合肽提供了一條有效的途徑。隨機(jī)肽庫(kù)是由與細(xì)胞外殼蛋白融合表達(dá)的多肽所組成，庫(kù)中包含上億種多肽分子，分別呈現(xiàn)在不同的細(xì)胞表面，眾多重組細(xì)胞即組成了隨機(jī)肽庫(kù)。近年來(lái)，隨機(jī)肽庫(kù)技術(shù)已應(yīng)用于抗原表位篩選、新受體及天然配體結(jié)構(gòu)域的識(shí)別和鑒定、藥物篩選和設(shè)計(jì)等研究領(lǐng)域。利用隨機(jī)肽庫(kù)技術(shù)篩選鈾酰離子結(jié)合肽，并研究該結(jié)合肽對(duì)廢水中鈾酰離子的吸附作用，具有較好的應(yīng)用前景。

酵母菌被認(rèn)為是富集金屬離子的良好微生物，對(duì)鈾離子有較強(qiáng)的吸附作用，具有安全、培養(yǎng)簡(jiǎn)單、生長(zhǎng)迅速等優(yōu)良特性，同時(shí)，酵母細(xì)胞易于固定化處理，方便機(jī)械化和自動(dòng)化應(yīng)用。通過(guò)細(xì)胞表面展示技術(shù)將鈾酰離子結(jié)合肽展示在酵母細(xì)胞表面，使結(jié)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(shí)，結(jié)合肽螯合鈾酰離子并將其堆積在細(xì)胞表面，不需要破碎菌體細(xì)胞就可以將鈾酰離子洗脫下來(lái)，既方便金屬離子的回收利用，也可使細(xì)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(xì)胞表面結(jié)合肽的螯合作用，而不依賴于細(xì)胞的生命活動(dòng)，因此，即使制備的細(xì)胞失去了生命活力，只要保證結(jié)合肽的正確折疊結(jié)構(gòu)，就不會(huì)降低細(xì)胞對(duì)鈾酰離子的吸附量，這無(wú)疑將簡(jiǎn)化細(xì)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(jié)合十二肽，其對(duì)水溶液中的鈾酰離子具有高親和力，同時(shí)還提供了鈾酰離子結(jié)合十二肽的編碼核酸，含有該核酸的載體、細(xì)胞，以及鈾酰離子結(jié)合十二肽的應(yīng)用。本發(fā)明通過(guò)篩選鈾酰離子結(jié)合十二肽，并在酵母細(xì)胞表面進(jìn)行展示制備吸附劑，具有潛在的提高細(xì)胞吸附量的能力，是一條極具前途的開(kāi)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(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種處理含鈾廢水的鈾酰離子結(jié)合十二肽，其氨基酸序列如SEQ ID NO：1及SEQID NO：2所示。